2.1 GHz FREKANSLI MİKRODALGA RADYASYONUN MEME

T.C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BİYOFİZİK ANA BİLİM DALI
2.1 GHz FREKANSLI MİKRODALGA RADYASYONUN
MEME FİBROBLAST HÜCRELERİNE ETKİLERİ
DOKTORA TEZİ
Meriç Arda EŞMEKAYA
Tez Danışmanı
Prof.Dr. Nesrin SEYHAN
ANKARA
Eylül 2013
T.C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BİYOFİZİK ANA BİLİM DALI
2.1 GHz FREKANSLI MİKRODALGA RADYASYONUN
MEME FİBROBLAST HÜCRELERİNE ETKİLERİ
DOKTORA TEZİ
Meriç Arda EŞMEKAYA
Tez Danışmanı
Prof.Dr. Nesrin SEYHAN
Bu tez Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından BAP01/2011–32 proje numarası ile desteklenmiştir.
ANKARA
Eylül 2013
i
İÇİNDEKİLER
Kabul ve Onay
i
İçindekiler
ii
Şekiller
vii
Tablolar
ix
Kısaltmalar
x
1. GİRİŞ
1
2. GENEL BİLGİLER
3
2.1. Elektrik ve Manyetik Alanlar
3
2.1.1. Doğal ve yapay B ve E alanlar
4
2.1.2. E ve B alanların biyolojik yapılarla etkileşimi
5
2.1.3.1. Elektromanyetik Dalgalar
6
2.1.3.2. Düzlemde EM dalgalar
6
2.1.3.4. EM dalgalarla taşınan enerji
8
2.1.3.5. EM spektrum
9
2.1.3.6. İyonize radyasyon
12
2.1.3.7. İyonize olmayan radyasyon
13
2.1.4. Radyofrekans ve Mikrodalgalar
13
2.1.4.1. Mobil Haberleşme Gelişim Süreci
16
2.1.4.2. MW alanların yayılımı
19
2.1.4.3. MW alanların biyolojik yapılarla etkileşimi
20
2.1.4.4. Termal etkiler
22
2.1.4.4.1. Özgül soğurulma hızı (Specific Absorption Rate-SAR)
23
2.1.4.5. Termal olmayan etkiler
26
2.1.5. MW Radyasyonun Etkileri – Uluslararası Çalışmalar
27
2.1.6. Gazi Biyofizik ELF ve MW alan çalışmaları
29
2.1.6.1. ELF alanların etkileri – Gazi Biyofizik çalışmaları
29
2.1.6.2. MW alanların etkileri – Gazi Biyofizik çalışmaları
30
2.2. Hücre ölümü
31
ii
2.2.1. Apoptozis ve Nekrozis arasındaki farklar
32
2.2.2. Apoptozis
33
2.2.2.1. Apoptozis esnasında meydana gelen morfolojik değişimler
34
2.2.2.2. Apoptozis modulatörleri
36
2.2.2.3. Apoptozis Oluşum Yolları
39
2.2.2.3.1. Apoptozisin başlatılması (sinyal üretici yollar)
39
2.2.2.3.2. Hücre dışından kaynaklanan sinyaller
39
2.2.2.3.2.1. Çevresel yaşam sinyallerinin ve büyüme faktörlerinin
yetersizliği
39
2.2.2.3.2.2. Ölüm reseptörlerinin aktivasyonu (reseptör- ligand etkileşmesi)40
2.2.2.3.2.3. Fas-Fas ligand aracılı apoptozis
40
2.2.2.3.2.4. Tümör Nekrozis Faktör (TNF) aracılı apoptozis
41
2.2.2.3.2.5. Sitotoksik T lenfosit aracılı apoptozis
41
2.2.2.3.2.6. Hücrelerin maruz kaldığı dış etkenler
42
2.2.2.3.3. Hücre içinden kaynaklanan sinyaller
42
2.2.2.3.4. p53 yollu apoptozis
43
2.2.2.4. Apoptozisin belirlenmesinde kullanılan yöntemler
43
2.2.2.4.1.1. Morfolojik görüntüleme yöntemleri - Işık mikroskobu kullanımı44
2.2.2.4.1.2. Morfolojik görüntüleme yöntemleri - Florasan ve konfokal
mikroskobu kullanımı
45
2.2.2.4.1.3. Morfolojik görüntüleme yöntemleri - Faz-kontrast mikroskobu
kullanımı
46
2.2.2.4.2.1. Histokimyasal yöntemler - Anneksin-V yöntemi
47
2.2.2.4.2.2. Histokimyasal yöntemler - Akım sitometri
47
2.2.2.4.2.3. Histokimyasal yöntemler - Tunel yöntemi
47
2.2.2.4.2.4. Histokimyasal yöntemler- M30 yöntemi
48
2.2.2.4.2.5. Histokimyasal yöntemler - Kaspaz-3 yöntemi
48
2.2.2.4.3.1. Biyokimyasal yöntemler - Agaroz jel elektroforezi
48
2.2.2.4.3.2. Biyokimyasal yöntemler - Western Blotting
49
2.2.2.4.4.1. İmmunolojik Yöntemler - Eliza yöntemi
49
2.2.2.4.4.2. İmmunolojik Yöntemler - Fluorimetrik yöntem
49
iii
2.2.2.4.5. Moleküler biyoloji yöntemleri
50
2.3. ATP sentezi ve mitokondri membran potansiyeli (∆Ψm) oluşumu
50
2.3.1. Hücresel solunum
50
2.3.1.1. Glikoliz
51
2.3.1.1.1. Pürivat ve yağ asitlerinin CO2’e oksidasyonu
52
2.3.1.1.2. NADH ve FADH2’den O2’ye elektron transferi
52
2.3.1.1.3. İç zarda F0-F1 ATP sentaz tarafından ATP sentezlenmesi
52
2.3.1.2. Krebs döngüsü
52
2.3.1.3. Elektron Transport Sistem (ETS) Zinciri
53
2.3.1.3.1. Kompleks I (NADH dehidrojenaz kompleksi)
54
2.3.1.3.2. Kompleks II (süksinat dehidrojenaz kompleksi)
54
2.3.1.3.3. Kompleks III (sitokrom bc1 kompleksi, ubikinon-sitokrom-c
oksidoredüktaz)
55
2.3.1.3.4. Kompleks IV (sitokrom oksidaz)
55
2.3.1.4. Proton itici kuvvet ve ∆Ψm
56
2.3.1.5. ATP sentezi
57
2.3.1.6. ∆Ψm’in saptanması
59
2.3.1.7. ∆Ψm ve apoptozis İlişkisi
59
2.4. Fibroblastlar
60
3. GEREÇ ve YÖNTEM
63
3.1. MW radyasyon maruziyeti
63
3.1.1.
64
SAR hesaplamaları
3.2. Akım sitometri ve florasan mikroskobu ile ∆Ψm analizi
66
3.3. Hücrelerin apoptozis düzeyinin belirlenmesi
66
3.4. Hücre canlılığının MTT yöntemi ile belirlenmesi
67
3.5.1. Fas eliza metodu - Solüsyonların hazırlanışı
67
3.5.1.2. Yıkama tamponu
68
3.5.1.3. Analiz tamponu
68
3.5.1.4. Biotin-konjugat
68
3.5.1.5. Streptavidin-HRP
68
3.5.1.6. Standart dilüsyon tamponu
69
iv
3.5.1.7. Test protokolü
69
3.5.2. FasL Eliza metodu - Solüsyonların hazırlanışı
70
3.5.2.2. Yıkama tamponu
70
3.5.2.3. Analiz tamponu
70
3.5.2.4. Biotin-konjugat
71
3.5.2.5. Streptavidin-HRP
71
3.5.2.6. Standart dilüsyon tamponu
71
3.5.2.7. Test protokolü
71
3.5.3. P53 Eliza metodu - Solüsyonların hazırlanışı
72
3.5.3.1.2. Yıkama tamponu
73
3.5.3.1.3. Analiz tamponu
73
3.5.3.1.4. Biotin-konjugat
73
3.5.3.1.5. Streptavidin-HRP
73
3.5.3.1.6. Standart dilüsyon tamponu
74
3.5.3.1.7. Test protokolü
74
3.5.4. Sitokrom-c Eliza metodu - Solüsyonların Hazırlanışı
75
3.5.4.1.2. Yıkama Tamponu
75
3.5.4.1.3. Analiz tamponu
75
3.5.4.1.4. Lizis tamponu
76
3.5.4.1.5. Biotin-konjugat
76
3.5.4.1.6. Streptavidin-HRP
76
3.5.4.1.7. Standart dilüsyon tamponu
76
3.5.4.1.8. Hücre Lizis Protokolü
77
3.5.4.1.9. Test Protokolü
77
3.6. İstatistiksel Analiz
78
4. BULGULAR
79
4.1. MW radyasyonun hücre canlılığı üzerindeki etkisi
79
4.2. MW radyasyonun apoptozis üzerindeki etkisi
79
4.3. ∆Ψm sonuçları
80
4.4. Fas, FasL, sitokrom-c ve p53 sonuçları
80
5. TARTIŞMA
90
v
7. ÖZET
97
8. SUMMARY
98
9. KAYNAKLAR
99
10. EK: Elektrik Alan – Manyetizma Formülleri
127
11. TEŞEKKÜR
130
12. ÖZGEÇMİŞ
131
vi
ŞEKİLLER
Şekil 2.1. Vücutta indüklenen E ve B alanlar
6 Şekil 2.2. EM bir dalganın yayılışı
7 Şekil 2.3. EM Spektrum
10 Şekil 2.4. Frekans ve yarılanma kalınlığı ilişkisi
21 Şekil 2.5. AC E Alanın polar su molekülü üzerine etkisi
23 Şekil 2.6. Apoptozis ve Nekrozis sırasında meydana gelen morfolojik
değişimler
33 Şekil 2.7. Apoptotik süreç
34 Şekil 2.8. Lipid ve karbonhidratların mitokondrilerdeki metabolizması
51 Şekil 2.9. Elektron Transport Sistemi
53 Şekil 2.10. ∆Ψm ve Hm konsantrasyon gradyantı oluşumu
57 Şekil 2.11. ATP sentezinde görülen rotasyon hareketi
58 Şekil 2.12. ATP sentezinde molekül taşınması
58 Şekil 2.13. Fibroblast hücreleri
62
Şekil 3.1. MW Maruziyet Sistemi Diagramı
64 Şekil 3.2. 2.1 GHz‘de meme fibroblast hücreleri SAR dağılımının üst
(a ve b) ve alttan (c ve d) görünümü
65
Şekil 4.1. MW Radyasyonun meme fibroblast hücreleri hücre canlılığı
üzerine etkisi.
81 Şekil 4.2. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu Annexin-V-FITC
pozitif hücre yüzdeleri.
82 Şekil 4.3. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu ∆Ψm (kırmızı/yeşil
florasan oranları) miktarındaki değişimler.
82 Şekil 4.4. 4 saatlik sham (A), 4 saatlik MW (B), 24 saatlik sham (C) ve
24 saatlik MW (D) gruplarında ∆Ψm akım sitometri
histogram dağılımları.
83 Şekil 4.5. 4 saat’lik sham grubu meme fibroblast hücreleri JC-1
boyaması florasan mikroskobu görüntüleri (X 20)
84 vii
Şekil 4.6. 2.1 GHz MW radyasyona 4 saat maruz kalan meme
fibroblast hücreleri JC-1 boyaması florasan mikroskobu
görüntüleri (X20)
85 Şekil 4.7. 24 saat’lik sham grubu meme fibroblast hücreleri JC-1
boyaması florasan mikroskobu görüntüleri (X20)
86 Şekil 4.8. 2.1 GHz MW radyasyona 24 saat maruz kalan meme
fibroblast hücreleri JC-1 boyaması florasan mikroskobu
görüntüleri (X20)
87 Şekil 4.9. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu FasL miktarları.
88 Şekil 4.10. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu Fas miktarları.
88 Şekil 4.11. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu p53 düzeyleri.
89 Şekil 4.12. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu sitokrom-c
düzeyleri.
89 viii
TABLOLAR
Tablo 2.1. İyonize ve İyonize olmayan radyasyon türleri
13 Tablo 2.2. RF ve MW oluşturan bazı yapay kaynaklarca kullanılan
yayın frekansları
15 Tablo 2.3. MW Frekans Bandları
16 Tablo 2.4. 1, 2 ve 3. Nesil teknolojilerin karşılaştırmalı tablosu
19 Tablo 2.5. Mobil telefon kaynaklı EMF’ lere ilişkin ICNIRP maruz
kalma sınırları
25 Tablo 2.6. Sürekli maruziyet durumunda işyerleri için sınır değerler
(ICNIRP)
25 Tablo 2.7. Sürekli maruziyet durumunda genel halk için sınır değerler
(ICNIRP)
26 Tablo 2.8. Apoptozis ve genler
36
Tablo 3.1. Modellenen bileşenin dielektrik özellikleri
65 ix
KISALTMALAR
AIF:
Apoptozis İndükleyici Faktör
AMPS:
Advanced Mobile Phone Service
APAF-1:
Apoptotic Protease Activating Factor-1
APO-1:
Fas
B:
Manyetik Alan
CDMA:
Code Division Multiple Access
CAD:
Deoksiribonükleaz
CD95L:
Solub FasL
CTL:
Sitotoksik T Lenfositler
ε:
Dalga Enerjisi
E:
Elektrik Alan
EDGE:
Enhanced Data rates for GSM Evolution
EM:
Elektromanyetik
ETS:
Elektron Transport Sistem
ELF:
Aşırı Düşük Frekanslı
f:
Frekans
FasL:
Fas ligand
FDMA:
Frequency Division Multiple Access
FBS:
Fetal Bovine Serum
G:
Gauss
GPRS:
General Packet Radio System
GSM:
Global System for Mobile Communications
HB:
Hematoksilen Boyama
ICE:
İnterlökin 1-β Dönüştürücü Enzim
IR:
Kızılötesi Radyasyon
ITU:
International Telecommunication Union
IP:
Internet Protocol
JC-1:
5,5′,6,6′-tetrachloro-1,1′,3,3′tetraethylbenzimidazolcarbocyanine iodide
Kompleks I: NADH dehidrojenaz
Kompleks II: Süksinat dehidrojenaz
Kompleks III: Sitokrom bc1 kompleksi, ubikinon-sitokrom c
oksidoredüktaz
Kompleks IV: Sitokrom oksidaz
MDA:
Malondialdehid
Mdm2:
Murine Double Minute 2
MW:
Mikrodalga
NFkB:
Nükleer Faktör- Kb
NGF:
Nerve Growth Factor
NMT:
Nordic Mobile Telephone
NOx:
Total Nitrik Oksit
PARP:
Poli ADP-Riboz Polimeraz
x
PS:
RF:
S:
SAR:
SCE:
TACS:
TDMA:
TNFR:
UMTS:
UV:
W-CDMA:
∆Ψm:
λ:
3GPP:
Fosfatidilserin
Radyofrekans
Poynting
Özgül Soğurulma Hızı
Kardeş Kromatid Değişimi
Total Access Communications System
Time Division Multiple Access
Tümör Nekrozis Faktör Reseptör
Universal Mobile Telecommunications System
Ultraviyole
Wideband Code Division Multiple Access
Mitokondri Membran Potansiyeli
Dalga boyu
3rd Generation Partnership Project
Mikrodalga Bandında Kullanılan Bazı Nicelikler ve Birimleri
fiziksel
nicelik
nicelik
simgesi
birim
simge
SI gösterimi
güç
P
watt
W
kg m2 s-3
elektriksel
yük
Q
coulomb
C
As
potansiyel
fark
Φ
volt
V
kg m2 s-3 A-1
kapasitans
C
farad
F
A2 s4 kg-1 m-2
direnç
R
ohm
Ω
kg m2 s-3 A-2
iletkenlik
G
siemens
S
A2 s3 kg-1 m-2
manyetik
akı
Φ
weber
Wb
kg m2 s-2 A-1
manyetik
indüksiyon
B
tesla
T
kg s-2 A-1
elektriksel
alan
E
volt / metre
-
kg m s-3 A-1
permitivite
ε
farad/m
A2 s4 kg-1
m-3
F m-1
permeabilite
μ
henry /
metre
kg m s-2 A-2
H m-1
xi
1. GİRİŞ
Mikrodalga (MW) radyasyonun biyolojik etkileri konusu cep
telefonları ve 3G teknolojilerinin günlük yaşamımıza girmesinden sonra
yoğun olarak merak edilen bir konu haline gelmiştir. Çeşitli hücre tipleri ve
maruziyet koşullarında literatürde yapılan çalışmalarla bu alanların
biyolojik etkileri ortaya konulmaya çalışılmaktadır. Yapılan çalışmalarda
MW radyasyonun başta beyin kanseri olmak üzere çeşitli kanser türlerinde
artış, kromozal anomaliler, DNA hasarı, hücre proliferasyonunda azalış,
hipotiroidizm, apoptozis ve serbest radikal düzeylerinde artış, üremede
azalma, beyin elektriksel aktivitesinde değişim, kan beyin bariyeri
geçirgenliğinde artış ve çocuklarda hiperaktivite gibi geniş bir spektrumda
gözlenebilen rahatsızlıklara neden olduğu gösterilmiştir. MW radyasyonun
etkileri maruz kalınan alanın frekansı, şiddeti, uygulama süresi, hücre tipi,
hücre
yoğunluğu
gösterebilmektedir.
vb.
Biyolojik
parametrelere
etki
bağlı
mekanizması
olarak
henüz
tam
değişim
olarak
aydınlatılamamış olsa da MW radyasyonun oluşturduğu hasarın serbest
radikal oluşumuna bağlı olarak ortaya çıktığı sanılmaktadır.
Fibroblastlar iğ biçiminde birkaç uzantısı bulunan büyük
çekirdekli, yassı hücrelerdir. Bağ dokusunun ana hücreleri olan fibroblast
hücreleri bağ dokusunun fibrillerini ve amorf maddesini sentezleyip
salgılarlar. Yaraların iyileşmesinde işlevi olan kollajen adlı proteinin
yapımından da sorumlu olan bu hücreler ayrıca mast hücresi, histamin ve
kanın damar içinde pıhtılaşmasını önleyen heparin adlı maddeleri üretirler.
Çalışmamızda 3G teknolojilerinden birisi olan 2.1 GHz WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) modülasyonlu MW
radyasyonun insan meme fibroblast hücrelerinde apoptotik aktiviteyi ve
hücre canlılığını nasıl etkilediğini, apoptotik aktivitede bir etki gözlemlenir
1
ise bu etkinin içsel yollu mu yoksa dışsal yollu mu olduğunun araştırılması
amaçlandı. İçsel yolaktaki değişim mitokondri membran potansiyeli, dışsal
yolaktaki değişim ise Fas, FasL gibi hücre ölüm reseptörü miktarlarındeki
değişimler değerlendirilerek belirlendi. Tümör baskılayıcı olarak her iki
yolakta da apoptozis yöneticisi olarak görev alan ve gelişmekte olan
hücrelerde DNA hasarı ortaya çıktığında hücre döngüsünü G1 fazında
durduran p53 geni miktarındaki değişimler de incelendi.
İkinci bölümde Elektromanyetik (EM) Alanlar ve EM alanların
biyolojik yapılarla etkileşimi, hücre ölüm çeşidi olan apoptozisin oluşum
mekanizması,
içsel
ve
dışsal
apoptozis
yolakları,
apoptozisin
görüntülenmesinde kullanılan yöntemler, hücresel solunum, ATP üretimi
ve mitokondri membran potansiyeli oluşumuna dair teorik bilgiler aktarıldı.
Üçüncü bölümde bu çalışmada kullanılan MW maruziyet sistemi ve MW
maruziyetine bağlı olarak meme fibroblast hücrelerinin apoptotik aktivite,
mitokondri membran potansiyeli, hücre canlılığı, Fas, FasL ve p53 gibi
proteinlerdeki değişimlerin belirlenmesinde kullanılan metodlara dair
bilgiler verildi. Dördüncü bölümde MW uygulaması sonucu apoptotik
aktivite, mitokondri membran potansiyeli, hücre canlılığı, Fas, FasL ve p53
miktarlarında meydana gelen değişimlere dair elde edilen bulgular
aktarıldı. Beşinci bölümde ise elde edilen bulgular ile bu bulguların
literatürdeki yeri tartışıldı.
2
2. GENEL BİLGİLER
2.1. Elektrik ve Manyetik Alanlar
Hareketsiz yüklü parçacıklar etraflarında Elektrik (E) alan
oluştururlar. Bu alanların şiddeti yükten aynı uzaklıktaki küresel bir yüzey
üzerinde sabittir. Uzayda noktasal q yükünün aynı uzaydaki P noktasında
oluşturduğu E (V/m) alan Ep;
Eğer bir +q yükünün oluşturduğu E alan içersine Q = +1C
test yükü konulursa, bu yüke etki eden kuvvet, o noktadaki alan şiddetini
verir. Yükün negatif (Q= -1C) olması halinde alan ve kuvvet zıt yönlüdür.
SI sisteminde E’nin birimi volt/metre (veya newton/coulomb)’dir.
Yüklü parçacıkların hareketi ise bu parçacıkların etraflarında
Manyetik (B) alan elde edilmesine neden olur. SI biriminde B alan birimi
Tesla (T)’dır. Tesla günlük olaylar için çok büyük bir birim olduğundan az
3
miktardaki yük hareketleri için Gauss (G) kullanılmaktadır (1T=104G). B
alan v hızı ile hareket eden bir q yükü üzerine F = qv x B formülü ile verilen
bir kuvvet uygular. B alan içersinde bulunan akım taşıyan iletkene etkiyen
kuvvet ise ‘Amper Kuvveti’ olarak adlandırılır. Deneysel sonuçlara göre
Amper Kuvveti FA==I.B.ℓ.Sin’dır. Burada B magnetik alanın akı
yoğunluğu, ℓ iletkenin uzunluğu, I iletkenden geçen akım şiddeti,  akım
yönü ile B alan arasındaki açıdır(1,2,3).
2.1.1. Doğal ve yapay B ve E alanlar
Dünyamızın
sıvı
haldeki
metal
çekirdeğinin
magma
hareketinden kaynaklanan doğal bir değişken (AC) B alanı vardır. Bu B
alanın şiddeti 10-5 Gauss (G) 'tur. Dünya'nın bir de yaklaşık 0,5 G'lik DC B
alanı vardır. İnsan bedeninde de değişik B alanlar bulunur. Vücudumuzun
DC B alanları; zedeli kalp kası 3x10-7 G, abdominal bölge 10-6 G,
ciğerlerimizdeki magnetit/asbestos’dan kaynaklanan B alan 3x10-5 G
büyüklüğündedir. AC B alanları ise; beyin dalgaları spontan aktivitede
(0.1-20 Hz) 10-8 G, uyarılmış durumda (0-100 Hz) 10-9 G; gözün B alanı
(0-10 Hz) 10-7 G; kalp kası B alanı (0-40 Hz) 2x10-6 G, iskelet kası B alanı
ise (1-100 Hz) 10-7 G şiddetindedir. Bu değerlerden vücut B alanının 10-610-9 G arasında değiştiği görülmektedir. Geomanyetik alan büyüklüğü (105
G) ile karşılaştırıldığında vücut B alanlarının yerkürenin doğal B alanı ile
uyumlu olduğu görülmektedir4.
4
Böyle bir ortamda evrimleşen insan için çevre doğal alanları
teknolojik gelişme ile bozulmuştur. Teknolojinin bize sunduğu yaşamımızı
kolaylaştıran tüm aletler (cep telefonu, bilgisayar, televizyon, elektrikli ev
aletleri, uydu antenler, kablolu ve kablosuz tüm iletişim sistemleri vb.) bu
uyumu bozmaktadır. Çünkü bu aletlerin EM alanları, insan vücudundaki
EM alanlardan ve doğal çevre alanlarından çok daha fazladır. Örneğin,
günlük hayatta ev ve işyerlerinde kullandığımız buzdolabı, bulaşık
makinesi, kurutma makinesi, TV, bilgisayar, elektrikli ısıtıcı, ütü, mikser,
mutfak robotu, florosan lamba, elektrikli tıraş makinesi, saç kurutma
makinesi, elektrikli battaniye gibi aletlerin B alanları 1 mG - 25 G arasında
değişmektedir. Renkli TV ve bilgisayar monitörlerinin B alanları ise 1-5 G
arasındadır. Oysa vücut B alanları en fazla 10-6 G mertebesindedir4.
2.1.2. E ve B alanların biyolojik yapılarla etkileşimi
E ve B alanların özellikleri farklıdır. Dolayısıyla bu alanların
canlıların biyolojik yapıları üzerindeki etkileri de değişik olur. E alanların
şiddeti duvar ve insan derisinden geçerken azalır. Öte yandan B alanlar
ise özel olarak üretilmiş kimi maddeler dışında hemen hiçbir engel
tanımazlar. E alanlar insan bedeninin yüzeyinde zayıf akımlar oluştururlar,
B alanlar ise bedenin içine girerek bu tür zayıf akımların iç organlarda bile
oluşmasına yol açarlar. Gerçekte değişken B alanlar, çevrelerinde bulunan
tüm iletkenlerde ve insan bedenininde akım oluştururlar. Bu akımların
yönü B alana diktir.
5
Şekil 2.1. Vücutta indüklenen E ve B alanlar5
2.1.3.1. Elektromanyetik Dalgalar
Elektromanyetik (EM) dalgaların oluşabilmesi için E ve B
alanların şiddetlerindeki artış ve azalışlar birbirlerini periyodik olarak takip
etmelidirler. Yani, EM dalgayı üretecek yükler ivmeli olarak hareket
etmelidir. Sabit frekansta ivmeli olarak hareket eden yükler elde etmek için
iletken bir teli AC akım üretecinin uçlarına bağlamamız yeterlidir. Bu
durumda telin bir ucu pozitif, diğeri negatif yüklenecek ve kutuplar belirli
zaman aralıklarıyla yani periyodik olarak yer değiştirecektir1.EM dalgalar
iki etkinin sonucunda oluşurlar:
1) B alanın değişimi ile bir E alanın indüklenmesi.
2) E alanın değişimi ile bir B alan indüklenmesi.
2.1.3.2. Düzlemde EM dalgalar
EM
dalgaların
özellikleri
Maxwell
denklemlerinden
çıkarılabilir. Bu özellikleri çıkarmak için üçüncü ve dördüncü Maxwell
denklemlerinden elde edilebilen ikinci dereceden diferansiyel denklemleri
çözmek gerekir.
6
 2 Ψ (r, k, t ) 
1  2 Ψ(r, k, t )
c2
t 2
(1)
Bu diferansiyel denklemin çözümleri E ve B alan bileşenleri için aşağıdaki
gibi verilir.
E(r, t )  E 0 (r )e i (k.r  wt )
B(r, t )  B 0 (r )e i (k.r  wt )
;
Bu çözümlerdeki E0(r) ve B0(r), sırasıyla E ve B alanların r
konumundaki genliklerini ve bu genliklerin hangi doğrultuda değiştiğini
gösteren büyüklüklerdir. k ise dalga vektörü olarak isimlendirilir ve
dalganın ilerleme yönünü belirler.
k
2 ˆ
k

E0 ve B0 arasında; E0/B0=c bağıntısı vardır. Yani bir EM
dalganın E alanının B alanına oranı daima ışık hızına (c) eşittir. E ve B’nin
her ikisi de dalganın yayılma doğrultusuna diktir. E ve B alanlar aynı
zamanda birbirlerine diktirler. Dalgaların yayılma yönü E x B vektörel
çarpımının yönündedir3.
Şekil 2.2. EM bir dalganın yayılışı6
7
E ve B’yi içeren diferansiyel denklemler lineer denklemler
olduklarından
EM
dalgaların
üst
üste
binme
ilkesine
uydukları
görülmektedir.
EM dalgaların özellikleri özetlenecek olursa;

EM dalgalar boşlukta c hızı ile yayılırlar.

Düzlem EM dalgaların E ve B alan bileşenleri birbirlerine ve
dalganın yayılma doğrultusuna diktirler.

E ve B’nin boş uzaydaki bağıl büyüklükleri E/B=c bağıntısı ile
birbirine bağlıdır.

EM dalgalar üst üste binme ilkesine uyarlar.
Dalga
kaynaklarından
r
mesafesi
uzaklığında
titreşen
alanların genlikleri uzaklıkla 1/r şeklinde azalır. Yayılan dalgalar çok
uzaklarda bile algılanabilirler. Ayrıca EM dalgalar enerji ve momentum
taşırlar, bu nedenle bir yüzey üzerine basınç uygularlar(1,2,3).
2.1.3.4. EM dalgalarla taşınan enerji
EM dalgalar enerji taşırlar ve bu enerjilerini uzayda yayılırken
yollarının üzerinde bulunan cisimlere aktarabilirler. Bir EM dalgadaki enerji
akış hızı Poynting Vektörü denen bir ‘S’ vektörü ile tanımlanır.
S= 1/ μ0 E x B
(μ0; magnetik geçirgenlik)
S vektörünün büyüklüğü akış yönüne dik birim yüzeyden enerjinin geçiş
hızını ifade etmektedir.
S’in yönü dalganın yayılma doğrultusu boyuncadır.
8
2.1.3.5. EM spektrum
EM dalgalar frekansları veya dalga boylarıyla tanımlanırlar ve
çok geniş bir bandı içerirler. Dalga boyu (λ) bir dalga örüntüsünün
tekrarlanan birimleri arasındaki mesafedir. Frekans (f) ise bir olayın birim
zaman içinde hangi sıklıkla, kaç defa tekrarlandığının ölçümüdür. Her bir
EM dalganın farklı bir dalga boyu ve frekansı vardır. EM dalgalarının dalga
boyları ve frekanslarına göre düzenlenmesiyle EM Spektrum (Tayf) oluşur.
EM dalgalarının frekansı arttıkça dalga boyları küçülür1,7. Kullanım alanları
ve üretimleri arasındaki çok büyük farklara rağmen EM dalgaların hepsi
boşlukta aynı yayılma hızına (c) sahiplerdir2. EM dalgalar geçtikleri ortama
frekanslarıyla doğru orantılı, dalga boylarıyla ters orantılı olmak üzere
enerji (ε) aktarırlar.
ε =hf (f:frekans, h: Planck sabiti; 6.63 × 10-34 m2kg/s)
EM spektrumun bir ucunda gama ışınları yer alır. Yüksek
enerjili bu ışınların frekansı 1017 Hz’in üzerindedir, dalga boyları ise
nanometre (nm) mertebesindedir. Spektrumun diğer ucunda ise Çok
Düşük Frekanslı Alanlar vardır. Bu alanların frekansları 300 Hz’den
düşüktür2.
9
Şekil 2.3. EM Spektrum
Gama ışınları en kısa dalga boyuna sahip ancak buna bağlı
olarak da en yüksek frekans ve en büyük foton enerjisine sahip ışınlardır.
Tıpta kanser tedavisinde kullanılan bu ışınlar radyoaktif çekirdekler
tarafından belirli nükleer tepkimeler sonrasında üretilirler. Gama ışınları
yüksek derecede girginlik özelliğine sahiptirler. Yüksek enerjili gama
ışınları birkaç santim kalınlığındaki kurşun bloktan geçebilirler, canlı
dokular tarafından soğurulduklarında ciddi zararlar verirler7,8.
EM spektrumda gama ışınlarından daha uzun dalga boyuna
sahip (daha düşük frekans ve daha küçük enerji) grup ise X ışınları olarak
bilinir. X ışınları çok hızlı hareket eden elektronlar ile metal yüzeylerin
bombardıman edilmesiyle üretilebilirler. Bu ışınlar elektronları ve atomik
çekirdekleri saptırdığından tıpta organ ve kemiklerin görüntülenmesinde ve
moleküllerin yapılarının araştırılması için kullanılır. Gazlar da dâhil olmak
üzere tüm maddeler X ışınlarını belirli bir dereceye kadar soğurabilirler.
Soğurma miktarı maddenin yoğunluğuna bağlıdır. Örneğin, kemik kastan
daha çok soğurma yapar8.
10
Ultraviyole (UV) radyasyon EM spektrumun X ışınından daha
uzun dalga boylu olan parçasını oluşturur. EM spektrumun non-iyonize ve
iyonize radyasyon sınıfları içersinde yer alan UV radyasyon güneş
kaynaklı radyasyonun yaklaşık %5’ni oluşturur. UV radyasyon bilinen
sağlık
etkileri
ve
uygulamaları
açısından
A,
B
ve
C
olarak
sınıflandırılmaktadır; UVA: dalgaboyu 315- 400 nm arasında, (3.10–3.94
eV) non iyonize, UVB: dalgaboyu 280-315 nm arasında, (3.94–4.43 eV)
non iyonize, UVC: dalgaboyu 280-100 nm arasında, (4.43–12.4 eV)
iyonize ve non-iyonize olarak sınıflandırılmaktadır. UV radyasyonun insan
sağlığı üzerine etkileri temelde deri üzerinedir. UV radyasyon DNA, RNA,
protein ve hücre membranına hasar vererek epidermis, bağ doku ve kan
damarlarında harabiyete neden olur ve deride serbest radikal oluşumunu
artırır8.
UV radyasyondan biraz daha uzun dalga boyuna sahip
görünür ışık EM spektrumun dar bir bölümünde yer almıştır. Göz
retinasındaki renk pigmentleri ile doğrudan ilişkili olduğundan görmemize
yardımcı olurlar. İnsan gözü 400 nm ile 700 nm aralığındaki EM
radyasyona duyarlıdır. Beyaz ışık bir prizma yardımı ile farklı dalga boyu
ve frekansa sahip olan ve göz tarafından farklı renklerde algılanan
bileşenlere ayrılabilir. En kısa dalga boyu (en büyük foton enerjisi)
menekşe rengi olarak algılanır, en uzun dalga boyu (en küçük foton
enerjisi) ise kırmızı renk olarak algılanır8.
Kızılötesi Radyasyon (IR) dalgaboyu görünür ışıktan uzun
fakat radyofrekans radyasyondan daha kısa olan EM radyasyon çeşididir.
Dalga boyu 700 nm ile 3 mm arasında frekansı ise 10
12
Hz - 4.3 x 10
14
Hz aralığındadır. Hedef tesbiti, gece görüşü, ısıl verimlilik analizi, uzaktan
sıcaklık ölçme ve hava tahmini gibi alanlarda kullanılmaktadır. IR üç farklı
banda ayrılmaktadır: IR-A: 700 nm–1400 nm, IR-B: 1400 nm–3000 nm,
IR-C: 3000 nm–3 mm. 37°C sıcaklığa sahip olan vücudumuz 900 nm’lik IR
11
ışıma yaparak metabolizma sonucu açığa çıkan enerjinin % 60’ını dışarı
atarak vücut sıcaklığını 37°C’de sabit tutar8.
Tayfın en sol ucunda Çok Düşük Frekanslı (ELF) EM Alanlar
yer alır. 0 ile 300 Hz aralığında frekansa ve binlerce kilometreyi bulan
dalga boylarına sahiplerdir. Elektrik enerjisi iletim hatları ve trafoların
oluşturduğu 50 Hz frekansındaki EM alanlar bu sınıfa girmektedir. Aynı
şekilde ev ve işyerlerinde kullandığımız buzdolabı, bulaşık makinası,
kurutma makinası, TV ve bilgisayar ekranları, elektrikli ısıtıcılar, saç
kurutma makinasi vb. aletler ELF alan kaynaklarıdır9.
2.1.3.6. İyonize radyasyon
İyonlaşabilen atom yâda moleküllerden elektron koparmak
için yeterli enerjiye sahip olan EM radyasyona İyonize Radyasyon denir.
İyonizasyon genellikle atom yörüngesinden bir elektronun sökülüp
ayrılması sonucu oluşur. Alfa parçacıkları, beta parçacıkları, kozmik
ışınlar, gama ve X ışınları atomları iyonlaştıracak enerjiye sahip iyonize
radyasyon çeşitleridir. İyonlaşma hücrenin yapı taşı olan DNA’ya da zarar
verebileceğinden iyonize radyasyona maruz kalma kansere neden olabilir.
Maruz kalınan radyasyon çeşidine, dozuna ve süresine göre farklı etkiler
görülebilmektedir10.
12
Tablo 2.1. İyonize ve İyonize olmayan radyasyon türleri
2.1.3.7. İyonize olmayan radyasyon
İyonlaşabilen atom ya da moleküllerden elektron koparmak
için yeterli enerjiye sahip olmayan EM radyasyona İyonize Olmayan
Radyasyon denir. UV ışınlar (bir kısmı), IR ışınlar, görünür ışık,
Radyofrekans ve Mikrodalgalar, ve ELF iyonize olmayan radyasyon
türleridir.
İyonize
iyonlaştırma
Olmayan
yaratamazlar
Radyasyon
ancak
farklı
çeşitleri
bir
madde
takım
içersinde
mekanizmalarla
açıklanabilecek biyolojik etkilere sahiplerdir10,11.
2.1.4. Radyofrekans ve Mikrodalgalar
Radyofrekans (RF) dalgalarının frekansı 3 kHz – 300 GHz
arasında değişmektedir. İsminden de anlaşılacağı gibi EM spektrumun bu
bölümü radyo haberleşmesinde, televizyon, radar, cep telefonları ve
kablosuz internet iletişiminde kullanılır. RF dalgaları EM spektrumun geniş
13
bir bölümünü kapsar. Uhf, vhf, televizyon, radar, mikrodalga ve
milimetre
dalga gibi alt bölümlere ayrılırlar, bu isimler kullanım yerine göre değişir.
Mikrodalgalar (MW) çok kısa RF dalgalarıdır, 1 cm ile 1 m arasında dalga
boylarına sahiplerdir. Bu dalga boylarına karşılık gelen frekans bölgesi 300
MHz ile 30 GHz arasındaki bölgedir. MW’ler ilk olarak II. Dünya Savaşında
düşman uçak ve gemilerini belirleme ve yerlerini tayin etme kapasitesine
sahip yüksek çözünürlüklü Radar (Radio Detection and Ranging) ihtiyacı
nedeniyle kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde füze-izleme radarı, atışkontrol radarı, meteoroloji radarı, füze-kılavuz radarı, hava trafik kontrol
radarı vb. gibi pek çok değişik formdaki radarlar MW frekanslarının önemli
bir kısmını kullanırlar. Bütün bunların dışında MW’ler temel ve uygulamalı
araştırma alanlarında ve MW fırınları gibi pratik düzenlerin pek çoğunda
geniş kullanım alanına sahiptirler. MW ev fırını 2.450 GHz’de çalışır ve
500-1000 W’lık çıkış gücüne sahip bir magnetron tüp kullanılır. Tanecik
kurutma, ağaç ve kağıt ürünleri üretme, ve malzeme işleme gibi ısıtma
uygulamaları için, 915-2450 MHz’lik frekans bölgesi belirlenmiştir. Tıbbi
hipertermiya veya tümörlerin lokal olarak ısıtılması için de MW dalgalar
kullanılmaktadır. MW diatermisi su yoğunluğu yüksek olan dokuların
ısıtılarak tedavi edilmesinde kullanılmaktadır. Bu tadavi yönteminde 915
MHz ve 2,456 MHz frekanslarındaki MW enerjisi kullanılır. MW
frekanslarının en geniş kullanım alanı ise haberleşme alanındadır12-15.
14
Tablo 2.2. RF ve MW oluşturan bazı yapay kaynakların uygulama alanları
ve frekansları16
15
Tablo 2.3. MW Frekans Bandları17
2.1.4.1. Mobil Haberleşme Gelişim Süreci
Hücresel haberleşme kavramının temeli 1947 yılında ABD’de
Bell Labs tarafından ortaya konulmuştur. Ticari amaçlı ilk hücresel telefon
sistemi 1978’de Bahreyn’de kurulmuş olup 1980’li yılların başlarından
günümüze kadar gelişim sürecini devam ettirmektedir. Birinci nesil
sistemler, telsiz haberleşmesinin keşfinden 1980'li yılların ortasına kadar
kullanılan ve analog teknolojiye dayanan sistemlerdir. Birinci nesil (1G)
hücresel sistemlerinin önemli örneklerinden biri Temmuz 1978’de Chicago
ABD’de servis vermeye başlayan AMPS (Advanced Mobile Phone
Service) sistemidir. Tamamen analog teknikler ve Frequency Division
Multiple Access (FDMA) ile hizmet veren AMPS oldukça düşük servis
kalitesi ve verimsiz frekans spektrumu kullanımı dezavantajlarına sahiptir.
16
Bunun dışında İskandinav ülkeleri için Ericsson ve Nokia tarafından birlikte
geliştirilen NMT (Nordic Mobile Telephone) ile İngiltere için Motorola
tarafından geliştirilen TACS (Total Access Communications System)
sistemleri 1G hücresel sistemlere örnek verilebilir13,14,18,19.
İkinci nesil (2G) sistemler, sayısal haberleşme teknolojisinin
kullanıldığı telsiz haberleşme sistemleridir. Analog bilginin sayısal hale
dönüştürülmesi ile birlikte bilgi üzerinde her türlü matematiksel işlem
yapılabilmesi mümkün hale gelmiştir. Hem abone sayısında yaşanan artış
hem de kullanıma sunulan servis sayısı, servis kalitesi ve güvenlik
açısından hızlı gelişim gösteren dijital özellikte ikinci nesil sistemler 1990’lı
yıllarda başlangıçta sadece ses iletimi için kullanılırken daha sonra kısa
mesaj servisi (SMS) ve internet erişimi için veri haberleşmesi amacıyla da
kullanılmıştır. 2G için temel standart olan GSM (Global System for Mobile
Communications)
ilk
defa
1991
yılında
Finlandiya’da
kullanıma
sunulmuştur. GSM’in sistem tasarımında temel hedef ülke sınırlarında
dolaşımı destekleyecek yetenekte ve 1G sistemlere göre daha yüksek
kapasiteye sahip bir dijital haberleşme sisteminin ortaya çıkarılmasıdır.
GSM kanal erişimi için TDMA (Time Division Multiple Access) ile birlikte
FDMA tekniklerini kullanır. FDMA ile 25 MHz bant genişliğine sahip ve
aralarından 200 KHz boşluk bırakılan 124 adet taşıyıcı frekans
sağlanırken, TDMA ile taşıyıcılar zaman dilimlerinde birbirinden ayrılmıştır.
Çalışma frekansı olarak başlangıçta 900 MHz frekansı kullanımı
hedeflenirken daha sonra 1800 ve 1900 MHz frekansları da kullanılmaya
başlanmıştır. Mobil sistemlerde veri transferinin kısa süreliğine anlık olarak
yükselen ve çoğunlukla uzun süreler durağan bekleyen kanal trafiğine
sahip olmasından dolayı devre anahtarlama tekniğinde ağ kaynakları
verimli olarak kullanılamaz. Bu sebepten veri trafiğini daha etkin şekilde
yönetmek için veri paketleri oluşturularak paket anahtarlama tekniğiyle
daha hızlı veri transferine imkân sağlayan 2.5G sistemler 1990’lı yılların
sonundan itibaren kullanılmaya başlanmıştır. GPRS (General Packet
17
Radio System) ve EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) gibi
2.5G sistemlerde kullanıcılara ait veri paketleri sistem bant genişliği
kullanımı için rekabet ederken kullanıcılar sadece gönderdikleri veri miktarı
kadar ödeme yaparlar13,14,18-21.
3G gezgin iletişim teknolojisine yönelik standartlar, ITU
(International Telecommunication Union - Uluslararası Telekomünikasyon
Birliği) tarafından geliştirilmekte olup, IMT–2000 olarak adlandırılmaktadır.
İkinci nesil haberleşme sistemleri, ses servisinin yanında faks, veri
haberleşmesi, mesaj işlemleri gibi hizmetleri de vermesine rağmen,
gelişen teknolojiye bağlı olarak artan daha hızlı veri haberleşme talebi ve
çoklu ortam uygulamalarına olan eğilim ile birlikte, kullanıcı isteklerini
yerine getirmede yetersiz kalmaya başlamanın yanı sıra hiçbirinin
haberleşmede bütünüyle küreselleşmeyi sağlayamamış olması üçüncü
nesil haberleşme sistemini ortaya çıkarmıştır. 2G sistemler için farklı
ülkelerde ortaya çıkan farklı ve uyumsuz standartların ortadan kaldırılması
ile tamamen evrensel nitelikte mobil haberleşme sistemi geliştirmek üzere
çalışmalar 3GPP (3rd Generation Partnership Project) ve 3GPP2 şeklinde
isimlendirilen iki farklı çalışma grubu tarafından gerçekleştirilmiştir. UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System) şartnamesi 3GPP’de
oluşturulmuş üçüncü nesil radyo haberleşme sistemlerinden biridir. UMTS
sistemi için frekans bantları; 1885 – 2025 ve 2100 – 2200 MHz olarak
belirlenmiştir.
UMTS şebekesinde erişim tekniği olarak, W-CDMA (Time
Divison Multiple Access - Zaman Bölmeli Çoklu Erişim) kullanılmaktadır.
CDMA (Code Division Multiple Access – Kod Bölmeli Çoklu Erişim)
teknolojisinde tüm kullanıcılar frekans bandının hepsini kullanırlar. Her bir
kullanıcıya bilgiyi kodlayıp diğer kullanıcılardan ayırt etmesi icin kod dizisi
tahsis edilir. Kod işaretinin bant genişliği bilgi işaretinin bant genişliğinden
çok büyüktür. Bu sayede kodlama işlemi bilgiyi geniş bir spektruma yayar.
18
CDMA teknolojisinin bir türevi olan W-CDMA bugün kullanılan telsiz
tekniklerinden çok daha yüksek data hızları (2Mbit/s) sağlayan bir geniş
bant telsiz tekniği ve yüksek verimli bir telsiz dalga bandının kullanımıdır
13,14,18-21
.
Tablo 2.4. 1, 2 ve 3. Nesil teknolojilerin karşılaştırmalı tablosu
TEKNOLOJİ
Band genişliği
(Kbit/s)
ÖZELLİKLER
1. Nesil (1G)
Sistemler
AMPS
NMT
Advanced Mobile Phone System,
Nordic Mobile Telephony
9.6
•Analog ses
sistemi
•Veri kapasitesi
yok
2/2.5. Nesil
(2G/2.5G)
Sistemler
GSM
Global System for Mobile
Communications
9.6 → 14.4
•Sayısal ses
sistemi
•Gelişmiş mesaj
gönderme
hizmeti
•Evrensel
dolaşım
HSCSD
High Speed Circuit Switched Data
9.6 → 57.6
•Gelişmiş GSM
•Daha hızlı verici
hızı
GPRS
General Packet Radio Service
9.6 → 115
•Gelişmiş GSM
•Her zaman
bağlantı imkanı
EDGE
Enhanced Data Rates for GSM
Evoluation
64 → 384
•Gelişmiş GSM
•GPRS’den hızlı
IMT-2000
UMTS
International Mobile
Telecommunications-2000,
Universal Mobile
Telecommunications System
64 → 2048
•Her zaman
bağlantı imkanı
•Küresel dolaşım
•IP-olanağı
3. Nesil (3G)
Sistemler
2.1.4.2. MW alanların yayılımı
MW Alanlar dalgayı serbest uzaya gönderen bir anten tarafından iletilirler.
Anten yüzeyinde hareket eden elektrik yükleri havada benzer şekilde
elektron hareketine neden olurlar. Kaynaktan belirli bir mesafedeki uzak
alanda EM dalgaların yayılımı birbirine diktir. Uzak alan bölgesinde MW
alanlar düzlem dalga olarak yayılırlar. Dalgaların düzlem dalga olarak
19
yayılmadığı ve dalga yayılımının karmaşık olduğu bölge ise yakın alan
olarak adlandırılır. Uzak alanın geçerli olduğu minimum mesafe Rayleigh
yaklaşımıyla hesaplanabilir.
R = 2D2/λ,
λ: kaynağın oluşturduğu EM alanın dalga boyu,
D: antenin maksimum uzunluğu,
R: kaynağa olan mesafe olmak üzere;
R > 2D2/λ uzak alanı, R < 2D2/λ ise yakın alanı ifade eder22,23.
2.1.4.3. MW alanların biyolojik yapılarla etkileşimi
Bir yüzey üzerine düşen MW dalga yansır, iletilir, kırılır veya
saçılır. Kırılan ve iletilen MW dalgalar biyolojik sistemler içersinde E ve B
alan indüklerler. Biyolojik doku ve hücreler bu yapıların özellikleri,
boyutları, su içerikleri, MW alanın frekansı, dalganın geliş açısı, maruziyet
süresi gibi büyüklüklere bağlı olarak MW alanla etkileşime girerler. MW
alanların vücut ile etkileşimi alan polarizasyonuna ve MW alan ile
etkileşime giren vücut parçasının boyutlarına bağlıdır. Dalga boyunun
büyük olduğu düşük frekanslarda vücudun yüzeyindeki soğurma daha az
olurken yüksek frekanslarda yüzeydeki soğurma daha fazla olur.
Maksimum soğurma vücudun alana paralel olduğu ve MW dalgasının
dalga boyunun vücut boyuna yakın olduğu durumda gözlemlenir.
Yarılanma kalınlığı (şiddetinin yarıya inmesine neden olan mesafe)
frekans ilişkisi şekil 2.4’de görülmektedir.
20
Şekil 2.4. İnsan vücudu için frekans ve yarılanma mesafesi ilişkisi5
Eğer bir MW dalganın dalga boyu dalgaya maruz kalan
cismin dalga boyundan büyük yâda küçük ise cisim az miktarda MW
enerjisi soğurur. MW dalganın dalga boyu cismin boyuna eşit olduğu
rezonans durumunda ise maksimum EM enerjisi soğurulur10. Rezonans
frekansı aşağıdaki denklem ile hesaplanabilir.
fr=0.4c/h c: ışık hızı, h: cismin boyunun uzunluğu.
Su,
karbon
atomu,
hidrojen,
nitrojen
ve
oksijende
iyonizasyon yaratabilmek için gereken minimum enerji miktarı 10 eV
civarındadır. Tek bir MW dalgasının enerjisinin (ε = hf) 1.24 x 10-5 eV
olduğu göz önünde bulundurulursa MW radyasyonun iyonlaşmaya neden
olmadığı görülmektedir24.
1.74 m boyundaki topraktan izole edilmiş bir insan ortalama
70 MHz’de rezonans frekansına sahiptir. Kısa boylu kişiler uzun boylu
kişilere
göre
yüksek
frekanslarda
daha
fazla
MW
radyasyon
soğurmaktadırlar. Bebekler ve çocukların boyutları küçük olduğu için cep
telefonlarının çalıştığı MW frekansına yakın frekanslarda rezonans
21
frekansına
sahiplerdir.
Dolayısıyla
bebekler
ve
çocuklar
cep
telefonlarından daha fazla enerji soğurmakta ve yetişkinlere göre daha
fazla etkilenmektedirler25-27.
2.1.4.4. Termal etkiler
MW enerjisine maruz kalma sonucu biyolojik dokuda
meydana gelebilecek sıcaklık artışı Biyo-Penne denklemi ile belirlenir.
Biyo-Penne denklemi;
k 2T – ρ2CmbT + ρSAR = Cp ∂T/∂t
T= Dokunun ortalama arter sıcaklığı üzerindeki sıcaklığı (°C)
k=Dokunun termal iletkenliği (W m-1 °C-1);
C=Yumuşak doku veya kanın ısı kapasitesi (W s kg-1°C-1);
ρ = Dokunun veya kanın yoğunluğu (kg m-3);
mb=Kanın hacimsel perfüzyon oranı (m3 kg-1s-1)
şeklinde ifade edilir10,28-30.
Yüksek frekanslı MW etkisiyle bir maddenin ısınmasının
temeli, E alanın yüklü partiküllere kuvvet uygulamasına dayanmaktadır.
Polar moleküllü bir madde (su gibi) yüksek frekanslı bir EM alana maruz
kalınca dipol momentler E alanın oluşturduğu titreşimlere ayak uydurmaya
çalışırlar.
22
Şekil 2.5. AC E Alanın polar su molekülü üzerine etkisi5
Yüksek frekanslarda bu ayak uydurma mümkün olmaz ve
vibrasyon yeterli düzeyde ise dokuda ısı artışı gözlemlenir. Isı artış miktarı
radyasyonun güç yoğunluğuna, dokunun elektriksel özelliklerine ve
vücudun
termoregülasyon
mekanizmasının
etkinliğine
bağlıdır.
Kanlanmanın az olduğu göz ve testis organları vücudun termal etkilere
karşı en duyarlı bölümleridir31-32.
2.1.4.4.1. Özgül soğurulma hızı (Specific Absorption RateSAR)
Vücut dokuları tarafından enerjinin soğurulma hızıdır. Özgül
Soğurulma hızının birimi W/kg'dır.
SAR=σE²/ρ
σ:dokunun elektriksel iletkenliği
ρ: dokunun yoğunluğu
E: doku içersinde indüklenen E alan
23
SAR biyolojik yapılarda soğurulan MW enerjisinin meydana
getirdiği ısı artışının bir göstergesidir, dokularda soğurulan ve ısıya
dönüşen güç ile ilintilidir. Uygulanan MW enerjisinin frekansına ve MW
enerjisine maruz kalan biyolojik yapının özelliklerine (dokunun dielektrik
özelliği vb.) bağlıdır. Beyin, göz, kas, kan, deri ve sinir dokusu gibi su
içeriği fazla olan dokulardaki sıcaklık artışı, yağ veya kemik gibi su içeriği
az olan dokulara göre daha fazladır. SAR’ı doku içersinde direk olarak
ölçmek oldukça zordur. Bu yüzden SAR hesaplamaları biyolojik yapıların
fantom modellerine dayanan simülasyonlar ile belirlenebilmektedir.
SAR belirlemede kullanılan yöntemlerden birisi de dokuda veya in-vitro
koşullarda sıcaklık değişiminin ölçülmesidir. SAR ile sıcaklık arasında;
SAR= cH∆T/∆t ilişkisi bulunmaktadır.
cH: doku veya besi yerinin özgül ısı kapasitesi (J/kg°C),
∆T: doku veya besi yerindeki sıcaklık artışı (°C),
∆t: maruziyet süresi33.
4 W/kg’lık bir radyasyona 30 dakika boyunca maruz bırakılan
insanın vücut sıcaklığı 1°C’den az yükselmektedir. Standartlarda temel
limit olarak insan vücudunda vücut sıcaklığını bir derece artıracak EM
enerjinin soğurulmasının zararlı olduğu tanımından gidilerek 4 W/kg değeri
sınır değer olarak kabul edilmiştir. İşyerleri için 10 kat, genel halk için 50
kat güvenlik payları esas alınarak temel limitler işyerleri için 0,4 W/kg SAR,
genel halk için 0,08 W/kg SAR olarak belirlenmiştir10,24,34. İnsan sağlığı
açısından zararlı olabilecek sınırlamaları belirlemek için temel limitler ve
türetilmiş limitler tanımlanmaktadır.
24
Tablo 2.5. Mobil telefon kaynaklı EMF’ lere ilişkin ICNIRP maruz kalma
sınırları32
Frekans aralığı
10 MHz den
10 GHz e kadar
Tüm-vücut
ortalama SAR
W/kg
0.08
Lokalize SAR
(baş ve göğüs)
W/kg
2
Lokalize SAR
(uzuvlar)
4
İşçiler ve genel halk sağlığı açısından 10kHz-300GHz
frekans aralığında belirlenen limit SAR değerlerinin bulunması için EM
alana maruz kalan dokunun içindeki E alan şiddetinin ölçülmesi
gerekmektedir. Teorik olarak SAR değerleriyle belirlenen limitlerin pratikte
ölçülebilir olmaması nedeniyle SAR değeri olarak verilmiş limitlerden,
pratikte ölçülebilir büyüklükler olan ve frekansa göre ortamda izin verilen
en yüksek değerleri belirleyen E alan şiddeti ve güç yoğunluğu gibi
türetilmiş limitlere geçilmektedir10,35.
Tablo 2.6. Sürekli maruziyet durumunda işyerleri için sınır değerler
(ICNIRP)32
25
Tablo 2.7. Sürekli maruziyet durumunda genel halk için sınır değerler
(ICNIRP)32
2.1.4.5. Termal olmayan etkiler
MW alanların termal etkilerinin yanı sıra termal olmayan
etkileri
de
bulunmaktadır.
Bu
etkiler
aşağıdaki
başlıklar
altında
özetlenebilir.

Protein Yapısındaki Değişim

Liganda Bağlanmadaki Değişim

Hücreler Arası Çekim Kuvvetinin Artışı

B Alan Etkileri

Serbest Radikal Oluşumu
Metabolik olayları katalizleyen enzimlerin ve aminoasitlerin
yapılarının MW alanlar tarafından etkilendiğini gösteren çalışmalar
literatürde mevcuttur. Modülasyonlu MW alanlar ligand bağlanma
olasılığındaki değişikliklere neden olabilmektedir. 100 MHz ve üzeri MW
26
radyasyon sıvı içerisinde dielektrik parçacıkların toplanmasına yani Pearl Chain etkisine neden olabilmektedir. Vücut dokularında bulunan küçük
ferromanyetik parçacıklar pulslu B alan etkisiyle tork oluşturmakta ve iyon
kanallarını aktive edebilmektedir. Termal olmayan düzeydeki MW
radyasyonun serbest radikal oluşturduğunu gösteren pek çok çalışma
literatürde mevcuttur10.
2.1.5. MW Radyasyonun Etkileri – Uluslararası Çalışmalar
MW radyasyonun biyolojik etkileri yapılan çalışmalarda ortaya
konulmuştur36. Lai ve Singh MW radyasyonun DNA kırığına yol
açabileceğini gösteren ilk bilim insanlarıdır37,38. Lai ve Singh, 2450 MHz
frekansında ve 0.6 ve 1.2 W/kg SAR değerindeki 2 saatlik MW radyasyon
maruziyetinin
beyin
hücrelerinde
tek
ve
çift
sarmal
DNA
kırığı
oluşturabileceğini göstermişlerdir. Philips ve ark39 ise Lai ve Singh’den
yaklaşık 2 yıl sonra MW radyasyonun düşük SAR değerinde (2.4-24
μW/kg) tek sarmal DNA kırığına yol açabileceğini göstermişlerdir. Vrhovac
ve
ark.
1250-1350
MHz
frekansındaki
ve
10-20
mW/cm2
güç
yoğunluğundaki MW radyasyonun mikroçekirdekçik miktarında artışa
neden olduğunu ortaya koymuşlardır40. Vijayalaxmi ve ark. ise 1998 yılında
periferal kan ve kemik hücreleri üzerinde yapmış oldukları çalışmalarda
2450
MHz
frekanslı
mikroçekirdekçik
MW
frekansında
radyasyon
artış
uygulamasına
gözlemlemişlerdir41.
bağlı
2450
olarak
MHz
frekansındaki MW radyasyonun insan periferal kan lenfositlerinde
kromozom aberasyon ve mikroçekirdekçik miktarlarında artışa neden
olduğu da ayrıca rapor edilmiştir42. Goswami ve ark. cep telefonu
radyasyonuna maruz kalan fibroblast hücreleri pro-onkogen mRNA
düzeylerinde istatiksel olarak anlamlı artışlar tespit etmişlerdir43. 835.62
MHz frekanslı MW radyasyon maruziyeti Fos mRNA düzeyini yaklaşık iki
27
kat arttırmıştır. 847.74 MHz CDMA modülasyonlu MW radyasyon ise Fos
mRNA düzeyini % 90 oranında arttırmıştır.
Daniells
ve
ark.
düşük
düzeylerdeki
MW
radyasyon
uygulamasının ölçülebilir düzeyde stres ve protein hasarına neden
olduğunu ortaya koymuşlardır44. Yazarlar MW radyasyonun biyolojik
etkilerinin MW radyasyonun hücresel düzeyde neden olduğu stresten
kaynaklanabileceğini öne sürmüşlerdir. Termal olmayan düzeydeki MW
radyasyonun serbest radikal üretimi ve nitrik oksit miktarında artışa neden
olabileceği yapılan in-vivo ve in-vitro çalışmalarda ortaya konulmuştur45-54.
Veyret ve ark. modülasyonlu MW alanların immün sistemde bozukluklara
neden olabileceğini rapor etmişlerdir55. Beyni toksik ve zararlı diğer
maddelere
karşı
koruyan
kan-beyin-bariyeri
geçirgenliğinin
MW
radyasyondan etkilenip etkilenmediği de yapılan bilimsel çalışmalarda
araştırılmıştır. Salford ve ark. 915 MHz frekansındaki sürekli ve pulslu MW
radyasyonun kan-beyin-bariyeri geçirgenliğinde artışa neden olabileceğini
göstermişlerdir56. 184 sıçandan 56’sının kan-beyin-bariyeri geçirgenliği
0.016 – 5 W/kg arasındaki değişen SAR düzeylerinde MW radyasyon
etkisinde artış göstermiştir.
MW
radyasyonun
kanser
oluşumuna
neden
olup
olamayacağı konusu da pek çok bilimsel araştırmaya konu olmuştur.
Repacholi ve ark. 900 MHz frekansındaki MW radyasyon maruziyetinin
farelerde
lenfomaya
yakalanma
riskini
2.4
kat
arttırdığını
ortaya
koymuşlardır57. Hardel ve ark. ise cep telefonu kullanımının malin
glioblastoma ve astrositoma ve malin olmayan meningioma ve akustik
nöromaya
yakalanma
riskini
arttırdığını
göstermişlerdir58.
Beyin
tümörlerine yakalanma riskinin cep telefonunun sağ tarafla kullanılma
durumunda 2.45 kat, sol tarafla kullanılma durumunda ise 2.4 kat arttığı
ortaya konulmuştur. Öte yandan karsinogenezisin ilk göstergelerinden biri
olan
Ornithin
Karboksilaz
(ODC)
aktivasyonunun
termal
olmayan
28
düzeydeki MW radyasyon tarafından arttırıldığı yapılan çalışmalarda
gösterilmiştir. ODC aktivasyonunun tümör hücrelerinde arttığı bilinmektedir
15,59
.
2.1.6. Gazi Biyofizik ELF ve MW alan çalışmaları
Gazi
Üniversitesi
Tıp
Fakültesi
Biyofizik
ABD
Biyoelektromanyetik Laboratuvarında yapılan çalışmalarda 30 yıldır ELF
ve MW alanların biyolojik sistemler ile etkileşimi incelenmektedir.
Yayınlanan 50’yi aşkın bilimsel çalışmada ELF ve MW alanların biyolojik
sistemlere zararlı etkileri ortaya konulmuştur. Gazi Biyofizik, Dünya Sağlık
Örgütü Elektromanyetik Alanlar Uluslararası Danışma Komitesi üyeliği
(WHO EMF IAC-World Health Organization Electromagnetic Fields Project
International Advisory Committee), Uluslararası Elektromanyetik Güvenlik
Komisyonu Bilimsel Sekreterya üyeliği (ICEMS-International Commission
for Electromagnetic Safety), NATO STO Tıp Paneli Akademi temsilciliği,
NATO Öldürücü Olmayan Silahlar Çalışma Grubu üyeliği ve NATO
Elektromanyetik Alanlar Standardizasyonu çalışma grubu üyeliği görevleri
ile EM alan araştırmalarını uzun yıllardır uluslararası platformda
sürdürmektedir4.
2.1.6.1. ELF alanların etkileri – Gazi Biyofizik çalışmaları
Farklı şiddet ve sürelerde uygulanan 50 Hz ELF alanların
kobaylarda deri, kalp, karaciğer, akciğer, böbrek ve beyin dokularında
protein sentezi, antioksidan enzim aktivitesi, serbest radikal oluşumu,
solunum
patlaması
ve
immün
sistem
üzerinde
etkili
olabileceği
gözlenmiştir60-72. 0.3-1.8 kV/m aralığındaki statik ve 50 Hz frekanslı ELF
alanların kobayların plazma, karaciğer, akciğer ve böbrek dokularında
29
serbest radikal oluşumu ve antioksidan enzim aktivitesinde artışa neden
olduğu gösterilmiştir14,73. Ayrıca statik ve ELF frekanslı düşey ve yatay
uygulanan E alanların kobaylarda kollajen sentezi üzerinde etkili
olabileceği ve düşey alan uygulamalarının yatay alan uygulamalarından
daha etkili olduğu tespit edilmiştir74-78.
2.1.6.2. MW alanların etkileri – Gazi Biyofizik çalışmaları
900 MHz, 1800 MHz ve 2100 MHz sürekli dalga ve pulslu
MW alanların olumsuz etkileri Gazi Biyofizik ABD tarafından yapılan
çalışmalarda ortaya konulmuştur34,35,79-91. 1800 MHz frekansında ve 0.38
W/kg’lık GSM modülasyonlu MW radyasyona 7 gün boyunca günde 10-20
dakika maruz kalan kobayların karaciğer MDA ve NOx düzeylerinde artış,
süperoksit
dismutaz
(SOD)
ve
glutatyon
peroksidaz
(GSH-Px)
düzeylerinde ise azalış gözlemlenmiştir80. Aynı çalışmada maruziyet
süresinin MW radyasyona bağlı hasarın oluşmasında önemli bir parametre
olduğu ortaya konulmuştur. Yetişkin, hamile ve yeni doğan hayvanların
beyin, göz, karaciğer, böbrek, akciğer, kalp ve dalak
dokularında MW
radyasyon maruziyetine bağlı olarak; DNA baz modifikasyonu (8 OHdG),
apoptosis,
oksidatif stres parametrelerinde
(MDA, NO, ADA, CAT,
XO,SOD, GSH-Px, MPO) değişim ve histopatolojik lezyonlar
tespit
edilmiştir79,82,92.
900 ve 1800 MHz frekanslı sürekli dalga MW radyasyonun
dişi ve erkek sıçanlarda Kan Beyin Bariyeri geçirgenliğinde artışa neden
olup olmadığının araştırıldığı bir başka çalışmada ise 20 dakikalık MW
radyasyon
maruziyetinin
erkek
sıçanlarda
Kan
Beyin
Bariyeri
geçirgenliğinde artışa neden olduğu gösterilmiştir87.
30
Eşmekaya
ve
ark.
900
MHz
frekansındaki
GSM
modülasyonlu MW radyasyonun sıçanların tiroid dokularında hipotiroidiye
neden olarak apoptozisin önemli göstergelerinden olan kaspaz-3 ve
kaspaz-9 aktivitelerini arttırdığını rapor etmişlerdir89. 21 gün boyunca
günde 20 dakika MW radyasyona maruz kalan sıçanların kalp, akciğer,
testis,
beyin
ve
karaciğer
dokularında
ise
lipid
peroksidasyonun
indüklenerek antioksidan düzeyin baskılandığı ortaya konulmuştur88.
Değişik maruziyet sürelerinde 1.8 GHz frekansındaki GSM
modüleli MW radyasyona maruz kalan insan lenfosit hücrelerinde ise DNA
hasarının önemli göstergelerinden olan Kardeş Kromatid Değişimi (SCE)
frekansında istatiksel olarak anlamlı artışlar gözlemlenmiştir. Hücre
canlılığı ise uygulanan MW radyasyona bağlı olarak azalmıştır. Gingko
Biloba uygulaması MW’nin zararlı etkilerini baskılamıştır90. 15 ve 30
dakikalık 900 MHz MW radyasyon maruziyetinin ise insan saç kökü
hücrelerinde DNA kırığına yol açtığı Gazi Üniversitesi Biyofizik ABD
tarafından yapılan çalışmada ortaya konulmuştur91.
2.2. Hücre ölümü
Çok hücreli organizmaların gelişimi sırasında görülen hızlı
hücre çoğalmasının yanında birçok hücre çeşitli fizyolojik olaylar ve
yaşlanma sonucu ölmektedir. Ökaryotik hücrelerde şimdiye kadar
morfolojik ve biyokimyasal analizlerle ayırt edilmiş iki tip hücre ölümü
belirlenmiştir, bu hücre ölümleri patolojik hücre ölümü olan nekrozis ve
programlanmış hücre ölümü olan apoptozistir.
Bu iki ölüm şekli arasında biyolojik ve morfolojik açıdan belirli
farklar bulunmaktadır. Nekrozis oksijensiz kalma, aşırı ısı değişimi, çeşitli
toksinler, hücre dışından gelen fiziksel ve kimyasal etmenler sonucu
31
görülen patalojik hücre ölümüdür. Nekrozis hücre enerji kaynaklarında bir
azalmayı, hücresel çözünmeyi ve bunları izleyen içsel hemostazın yıkımını
içerir. Apoptozis ise yaşlanmış, fonksiyonunu yitirmiş veya çeşitli
nedenlerden dolayı organizmada gereksinim duyulmayan hücrelerin özel
mekanizmaların kontrolü altında programlı olarak ölümüdür93.
2.2.1. Apoptozis ve Nekrozis arasındaki farklar

Nekrozis fizyolojik bir ölüm şekli değildir. Apoptozis hem fizyolojik hem
de patolojik şartlar altında meydana gelebilir.

Nekrozisde hücre şişerken apoptotik hücre tam tersine küçülür.

Nekroziste kromatin paterni hemen hemen normaldir. Apoptotik
hücrenin kromatini nükleus membranının çevresinde toplanır ve
yoğunlaşır.
Apoptozisin
en
önemli
özgün
yönü
DNA’nın
internükleozomal bölgelerden parçalanmasıdır.

Nekrotik hücrenin plazma membranı bütünlüğünü kaybeder, apoptotik
hücre membranı sağlamdır.

Nekrotik hücre sonradan lizise uğrar, apoptik hücre ise küçük
cisimciklere parçalanır.
 Nekroziste inflamasyon oluşur, apoptoziste inflamasyon oluşmaz9498
.
32
Şekil 2.6. Apoptozis ve Nekrozis sırasında meydana gelen morfolojik
değişimler99
2.2.2. Apoptozis
Apoptozis dokuların yenilenmesi ve gelişiminde rol oynayan
fizyolojik bir süreçtir. Preimplantasyon, implantasyon ve organogenezisin
tüm
basamaklarında
apoptozis
oldukça
yaygın
olarak
gözlemlenmektedir100-103. Organogenezis döneminde görülen apoptozise
örnek olarak Müllerian ve Wolffian kanalların gerilemesi, parmak arası
perdelerin yok olması ve kalp gibi lümene sahip organların lümenlerinin
oluşması verilebilir. Doğum sonrasından ölüme dek olan dönemde ise
immün korunma mekanizmalarının ilerleyişi vücudun hücre sayısının
dengede tutulması, malignitelere karşı koruyucu etki oluşturulması gibi
birçok önemli mekanizmanın ilerleyişinde apoptozis çok önemli bir görev
üstlenmektedir100,104.
otoimmün
Apoptozisin
hastalıklar,
viral
hatalı
enfeksiyon,
regülasyonu
kanser,
kardiyovasküler
AIDS,
hastalıklar,
dejeneratif nöral hastalıklar, malformasyon ve yaşlanma etyolojisinde rol
oynayabilmektedir105.
33
Yapılan çalışmalarda apoptosis ile sinyal iletim mekanizması
arasında
bir
bağlantı
gösterilmiştir106,107.
Bütün
hücreler
ölüme
programlanmışlardır ve yaşamlarını devam ettirmek için diğer hücrelerden
devamlı olarak sinyal almaktadırlar106,108. Bu sinyal herhangi bir şekilde
kesildiği zaman hücre intihar eder. Sinyal iletim mekanizmasının önemli bir
parçası olan Ca++ iyonunun bazı hücrelerde apoptosisi aktive ettiği ve
ortamdaki
Ca++
iyonu
bloke
edildiğinde
apoptosis
oluşmadığı
gözlemlenmiştir106,109. Buradaki apoptotik oluşumun mekanizması tam
olarak bilinmemekle beraber Ca++/Mg++ bağlantılı çalışan ve DNA’yı
parçalayan endonükleaz enziminin rol aldığı ileri sürülmüştür106,110,111.
Şekil 2.7. Apoptotik süreç112
2.2.2.1. Apoptozis esnasında meydana gelen morfolojik
değişimler
Apoptozise giden hücre dikkat çekecek şekilde büzüşür.
Fazlasıyla kondanse olan sitoplazma için en uygun açıklama hücrenin
suyunu izoosmotik olarak kaybettiğidir113-115. Bunu nükleusun birbirinden
34
ayrı fragmanlara parçalanması izler. Nükleus apoptozisde olayların odak
noktasıdır. Hücreden hücreye değişmekle birlikte genellikle nükleus
büzüşür, kromatini çok yoğun bir hale gelir ve parçalar halinde biraraya
toplanır. Daha sonra nüklear zarfa sıkı bir pozisyonda yerleşmiş kümeler
haline dönüşür. Sonuçta birçok hücrede bir veya daha fazla sayıda yoğun
küreler oluşur113-114. Hücreler membrana bağlı apoptotik cisimlere veya
veziküllere parçalanırlar. Sitoplazmik organeller intakt görülürler ve birçok
apoptotik cisim nüklear komponentler içerir. Bu yapılar ya epitele bitişik
hücreler tarafından alınır ya da hücre tarafından bırakılırlar. Bazen
makrofajlar, apoptotik cisimlerin atılmasında rol oynarlar. Bu tip hücre
ölümü tek tek hücrelerde eş zamanlı olmayan bir şekilde görülür; bu
durum apoptozisi aynı zamanda nekrozisden ayırır113,116.
Apoptozis esnasında meydana gelen değişiklikler aşağıda özetlenmiştir:

Hücre büzülür, yoğunluğu artar ve bütünlüğünü kaybeder.

Organeller bir arada kümelenmeye başlarlar.

Nükleus yoğunlaşır, nükleus zarı dalgalı bir görünüm alır, zardaki
porlar kaybolur.

Endonükleazların aktivitesi sonucu DNA kesilerek parçacıklara
ayrışır.

Hücre zarında tomurcuklanma başlar ve bu kısımlar daha sonra
apoptotik cisimler şeklinde ayrışır.

Komşu hücreler bu apoptotik cisimleri fagosite ederek ortamdan
uzaklaştırır.

Apoptozis sonucu hücre bileşenleri hücre zarından çıkıp etrafa
dağılmayacağı için kesinlikle iltihaplanma görülmez117.
35
2.2.2.2. Apoptozis modulatörleri
Apoptozis çok sayıda ve çeşitte mediatör tarafından
düzenlenir. Bunlar arasında bazı iyonlar (Ca++), moleküller (seramid),
genler
(c-myc),
proteinler
(p53)
ve
hatta
organeller
(mitokondri)
bulunmaktadır. Bazı mediatörler hücre tipine özgündür bazıları ise
apoptotik stimulusun çeşidine göre farklılık gösterebilir. Apoptotik süreç
boyunca hücre içine sürekli Ca++ girişi olur. Ca++ iyonları endonüklez
aktivasyonunda,
regülasyonunda,
doku
transglutaminaz
proteazların
aktivasyonunda,
aktivasyonunda
ve
hücre
gen
iskeleti
organizasyonunda rol alabilirler118.
Omurgalılarda apoptozisi regüle eden genler cmyc, p53 ve
Bcl-2 olarak bilinmektedir. Hücre proliferasyonunun kontrolünde önemli
rolü
olduğu
bilinen
c-myc
apoptozisin
regülasyonunda
da
görev
almaktadır. Bir transkripsiyon faktörü olan c-myc proteini ortamda bazı
faktörlerin bulunmasına bağlı olarak hücrenin proliferasyona veya
apoptozise girmesine neden olur105,119.
Tablo 2.8. Apoptozis ve genler
p53 geni hem tümör baskılayıcı hem de apoptozis yöneticisi
görevi görmektedir120,121. p53 gelişmekte olan hücrelerde DNA hasarı
ortaya çıktığında hücre döngüsünü G1 fazında durdurmaktadır120-125. Bu
fazda hücre ya DNA onarım yoluna gider ve sonuç olarak hücre
36
döngüsüne tekrar geri döner ya da hasar çok büyükse intihar eder.
Dolayısıyla
p53
işlevinin
yetersiz
olduğu
hücrelerde
apoptozis
gerçekleşmeden veya DNA onarımı tamamlanmadan DNA çiftleşmesi ve
sonuç olarak da neoplazi gelişebilir120,126,127. İnsan tümörlerinin %50’den
fazlasında
mutasyona
uğradığı tespit
edilen p53 geninin kanser
oluşumunu önlemede kritik rol oynadığı kabul edilmektedir.
Bcl-2 ailesi üyelerinin bir kısmının apoptozisi indüklediği
(Bax, Bad, Bid, Bcl-Xs) bir kısmının ise inhibe ettiği (Bcl-2, Bcl-X1)
bilinmektedir. Bu ailenin üyeleri kendi aralarında homo ve hetero-dimerler
oluştururlar. Hücrenin yaşayabilirlik durumu bu ailenin pro-apoptotik ve
anti-apoptotik üyelerinin rölatif oranına bağlıdır. Bu heterodimerlerden biri
olan Bcl-2/Bax’ın oranının bazı hematolojik durumlarda prognostik değer
taşıdığı rapor edilmiştir. Bu oranın artması ya da azalması apoptozisin
inhibisyonu veya aktivasyonu ile sonuçlanır.
Bcl–2 özellikle mitokondri dış membranında bulunmakta ve
iyon transportunu düzenlemektedir. Bax sitozolde bulunur ve apoptotik
sinyal alınması halinde mitokondri membranına bağlanır, membranda
küçük delikçikler por oluşumunu indükler, selektif iyon geçirgenliği
kaybolur, böylece sitokrom-c ve apoptozis-indükleyici faktör olarak bilinen
AIF’in mitokondriden sitozole çıkması sağlanır. Bcl-2’nin ayrıca mitokondri
ile olan ilişkisinden dolayı antioksidan bir etkiye sahip olduğu ve böylece
oksidan stresin neden olduğu apoptozisi baskılayabildiği belirtilmiştir.
Sitokrom-c, mitokondri iç membranında bulunan elektron
transport zincirinin bir proteinidir. Son yıllarda anlaşılan önemiyle
apoptozis sürecinde merkezi bir konuma sahip olmuştur. Bu yüzden de
sitokrom-c’nin mitokondriden sitoplazmaya salıverilmesi apoptozis yoluna
girmiş bir hücrede geri dönüşümsüz bir döneme girildiğini işaret eder.
37
Sitokrom-c, sitoplazmik bir protein olan Apaf-1’e (apoptotik proteaz
aktivasyon faktörü) bağlanır ve onu aktive eder, ardından ATP’nin de
katılımı ile apoptozom adı verilen bir kompleks oluşur. Bu kompleks inaktif
olan prokaspaz-9’un aktif kaspaz-9 haline dünüşmesini sağlar. Aktif
kaspaz-9 ise efektör kaspazlardan prokaspaz-3’ü aktive eder. Aktif
kaspaz-3 kaspazla aktifleşen deoksiribonükleaz inhibitörünü (ICAD)
inaktifleştirir,
böylece
ICAD’ünün
bağladığı
kaspazla
aktifleşen
deoksiribonükleaz (CAD) serbestleşir ve bu da apoptozisin karesteristik
bulgularından biri olan kromatin kondasyonuna ve oligonükleozomal DNA
fragmantasyonuna neden olur.
Kaspazlar, zimojen (inaktif prekürsör) olarak sitoplâzmada
bulunan ve aktif merkezlerinde sistein yer aldığından sistein proteazlar
olarak adlandırılan bir grup enzimdir. Şu ana kadar 14 tanesi
tanımlanmıştır ve çoğu apoptozisde rol almaktadır. Kaspazlar birbirlerini
aktifleştirerek proteolitik bir kaskad’a neden olurlar. Bazıları (Kaspaz 2, 8,
9, 10) başlatıcı kaspazlar olarak bilinirken bazıları da (Kaspaz 3, 6, 7)
efektör kaspazlar olarak bilinir. Başlatıcı kaspazlar apoptotik uyarı ile
başlayan ölüm sinyallerini efektör kaspazlara naklederler. Efektör
kaspazlar ise ilgili proteinleri (hücre iskeleti proteinleri, nükleer membran
proteini laminin A, DNA tamirinde rol alan poli ADP-riboz polimeraz
(PARP) parçalayarak apoptotik hücre morfolojisinin meydana gelmesine
neden olurlar. İlk tanımlanan enzim ICE (interlökin 1-β dönüştürücü
enzim)’dir ve prokaspaz-1 olarak bilinir. Kaspaz kaskadı sitokrom-c’nin
sitoplazmaya salıverilip prokaspaz-9’un aktivasyonu yoluyla aktifleştirildiği
gibi, kaspazlar da sitokrom c’nin salıverilmesine neden olabilirler. Bir
kaspaz inhibitör ailesi olan IAP kaspazları selektif olarak inhibe ederler,
böylece apoptotik mekanizmayı durdururlar. Bu inhibitörler birçok malign
hücreler tarafından aşırı eksprese edilmektedirler. IAP’ler ayrıca hücre
siklusunu da etkileyerek apoptozisi durdurabilirler. Kaspazlardaki defektler
otoimmun hastalıklara, kansere ve bazı nörolojik bozuklukların oluşumuna
38
katkıda bulunabilirler. Kaspaz-8’in nöroblastomda tümör baskılayıcısı
olarak da işlev gördüğü saptanmıştır118.
Buraya
kadarki
mekanizma
kaspaz-bağımlı
apoptozisi
gösterir, oysa kaspaz-bağımsız apoptozisin de varlığı bilinmektedir.
Kaspaz-bağımsız apoptozis yine mitokondriden salıverilen bir faktör olan
AIF’ün etkisi ile gerçekleşir. Fakat AIF’ün etkilediği nükleazın ne olduğu
henüz bilinmemektedir.
2.2.2.3. Apoptozis Oluşum Yolları
2.2.2.3.1. Apoptozisin başlatılması (sinyal üretici yollar)
Hücrenin apoptozise gidebilmesi için ilk önce ilgili genetik
mekanizmayı harekete geçirecek bir sinyalle karşılaşması gerekir. Bu
sinyal hücre içinden veya dışından gelebilir128-130.
2.2.2.3.2. Hücre dışından kaynaklanan sinyaller
2.2.2.3.2.1.
Çevresel
yaşam
sinyallerinin
ve
büyüme
faktörlerinin yetersizliği
Hücreler çevre hücrelerden ve ekstrasellüler matriksden
gelen yaşam sinyallerine ve büyüme faktörlerine ihtiyaç duyarlar. Bu
sinyaller düzenli bir şekilde ve yeterli miktarda olmazsa hücreler
apoptozise giderler. Örneğin nöronlar sinir büyüme faktörü (NGF)
yetersizliğinde apoptozis gösterebilirler. Çevreden gelen sinyallerin
kesilmesi ile hücre ölümünün nasıl başladığı tam olarak bilinmemektedir.
Büyüme faktörüne bağımlı hücrelerin kültürlerinde, büyüme faktörleri
39
çekildiği zaman hücrelerin metabolizmalarında ani bozulmalar ve hücre
siklusunda duraklama olduğu izlenmiştir128,130.
2.2.2.3.2.2. Ölüm reseptörlerinin aktivasyonu (reseptörligand etkileşmesi)
Bazı sitokinler hücre membranında bulunan reseptörlere
bağlanarak ölüm programını harekete geçiren sinyaller üretebilirler.
Apoptoziste rol alan membran reseptörleri içinde en önemli grup tümör
nekrozis faktör reseptörleri (TNFR) ailesidir. Bu reseptör grubunun en az
19 üyesi vardır. Bu reseptörlerin biyolojik etkileri çeşitlidir ve apoptozis ile
sınırlı değildir. Bir kısmı apoptozis oluştururken, bir kısmı proliferasyona
neden olurlar. Bir kısmı ise her ikisini de oluşturur. TNRF içinde apoptozisi
oluşturan reseptörlerden en önemlileri Fas ve TNRF1’dir. Bu reseptörler
uyarıldıklarında hücrenin sitoplâzmasında bulunan parçaları adaptör
proteinlere bağlanır. Adaptör proteinlerin ölüm effektör parçaları vardır.
Bunlar da apoptozis için başlatıcı olan kaspazlara (örn: prokaspaz-8)
bağlanırlar128,130-131.
2.2.2.3.2.3. Fas-Fas ligand aracılı apoptozis
Bu tip apoptozis hücre yüzey reseptörü Fas (CD95, APO-1)
aracılığı ile oluşur. Fas ligandın Fas reseptörüne bağlanması ile Fas
reseptörünün hücre içinde bulunan parçası Fas adaptör proteinle
birleşerek ölüm başlatan sinyal kompleksini oluşturur. Bu da prokaspaz-8’
in aktifleşmesini sağlar128,132.
Fas ligand (FasL) membrana bağlı veya
çözülebilir olabilir. Çözülebilir FasL (CD95L) immun sistem hücreleri
tarafından oluşturulur. Bu ligandın T hücreleri membranında bulunan Fas
reseptörüne bağlanmasıyla immün reaksiyonla aktive olmuş ve görevlerini
40
tamamlamış olan lenfositlerin apoptozis ile yok edilmeleri sağlanmış
olur128,130,133.
2.2.2.3.2.4. Tümör Nekrozis Faktör (TNF) aracılı apoptozis
Bir sitokin olan TNF’nin TNF reseptörleri ile birleşmesi (örn
TNRF1) sonucunda reseptörün hücre içinde bulunan parçası TNFR
adaptör protein ile etkileşir. Tumor necrosis factor receptor type 1associated DEATH domain (TRADD) daha sonra Fas-Associated protein
with Death Domain (FADD) ile birleşip prokaspaz-8’i aktifleştirerek
apoptozise neden olur. Fas reseptörünün aksine TNFR1’in TRADD’la
etkileşmesi her zaman apoptozis ile sonuçlanmaz. TRADD FADD yerine
başka adaptör proteinlere bağlanabilir. Bunun sonucunda önemli bir
transkripsiyon faktörü olan nükleer faktör-kB (NFkB) harekete geçebilir. Bu
durumda hücre canlı kalır. Hücrede hangi yolun nasıl seçildiği açık
değildir. Ancak hücrede aktif NFkB (bazı tümörlerde bulunur) bulunduğu
zaman, hücrenin canlı kaldığı düşünülmektedir128,130.
2.2.2.3.2.5. Sitotoksik T lenfosit aracılı apoptozis
Sitotoksik T lenfositler (CTL) infekte olmuş olan konakçı
hücrelerin yüzeyinde bulunan yabancı antijenleri tanırlar. CTL’lerin ana
görevi
malin
ve/veya
virus
ile
infekte
olmuş
olan
hücrelerin
öldürülmesidir128,130,134. Yabancı antijenleri tanıdıklarında yüzeylerinde
FasL oluşur. Hedef hücrelerin Fas reseptörlerine tutunurlar. CTL’ler
sitoplâzmalarında granzyme-B (serin proteaz) ve perforin adı verilen ve
apoptozis oluşmasını sağlayan proteinler içeren sitoplazmik granüllere
sahiptirler. Perforin transmembran por oluşturucu bir proteindir. CTL’ler
hedef
hücrelerin
membranlarında
perforin
ile
porlar
oluşturarak
41
sitoplâzmalarına granzyme-B salgılarlar. Granzyme-B hedef hücrelere
girerek kaspazları aktive eder.
2.2.2.3.2.6. Hücrelerin maruz kaldığı dış etkenler
Hipoksi, ısı, antikanser ilaçlar, radyasyon gibi etkenler
apoptozise neden olabilirler. Bu etkenler DNA hasarı oluşturarak apoptozis
meydana getirirler.
2.2.2.3.3. Hücre içinden kaynaklanan sinyaller
DNA hasarı, hücre içi Ca++ seviyesinde artış, hücre içi pH’da
düşme, metabolik ve/veya hücre döngüsü bozuklukları hücreyi apoptozise
götüren merkezi hücre ölüm sinyallerini başlatabilmektedirler. İç ve dış
sinyallerle hücre içinde bulunan kaspazlar aktive olurlar128,130.
İç
sinyallerle oluşan apoptozisde mitokondri önemli rol oynamaktadır.
Sinyaller dış mitokondri zarında geçirgenlik artışına neden olurlar.
Mitokondri dış zarının geçirgenliğini bazı proteinler ayarlamaktadır.
Bunların en önemlisi bcl-2 grubu proteinlerdir. Bu grubu oluşturan
proteinlerin bir kısmı apoptotik bir kısmı ise anti-apoptotiktir135. Bcl-2
proteini anti-apoptotiktir. Mitokondri dış membranına ve apoptozis proteaz
aktive edici faktör-1’e tutunmuştur. Hücrenin içinden kaynaklanan
apoptotik sinyaller Apaf-1’in mitokondriden ayrılmasına neden olurlar. Bu
ayrılma dış mitokondri zarının geçirgenliğini artırır. Geçirgenliğin artması,
mitokondrinin iki zarı arasında bulunan sitokrom-c’nin sitozole çıkmasına
neden olur. Sitokrom-c sitoplâzmada apaf-1, kaspaz-9 ve ATP ile birleşir.
Oluşan yapıya apoptozom denir. Apoptozom sonlandırıcı kaspaz olan
kaspaz-3’ ü aktive ederek apoptozise neden olur128,136,137.
42
2.2.2.3.4. p53 yollu apoptozis
p53 apoptoziste önemli görevleri olan genlerden birisidir ve
hücre akibetini belirleyen moleküler ağı düzenler. cMyc (nükleer
fosfoprotein) p53’ü seçici olarak aktive eder ve p53 apoptozisi başlatır138142
. Nükleer fosfo protein cellular myelocytomatosis oncogene (cMyc),
FasL ve Fas reseptörle birleşir. Bu proteinin p53 bağımlı ve bağımsız
yolaklar ile sitokrom-c salınımını indükleyen bax’ın transkripsiyonunu
düzenlediği de düşünülmektedir138,143,144. Hasarlı hücrelerde fonksiyonel
p53 yoksa hücre siklusu kontrol noktaları tarafından kontrol edilmeden
siklus
ilerler138,145,146.
p53’ün
düzenleyici
aktivitesini
sürdürdüğünü
gösteren alternatif yol ise p53’un negatif düzenleyicisi murine double
minute 2 (Mdm 2)’dir. Mdm2 proteini p53’ü kontrol altında tutar ve p53’ün
G1/S geçişinde siklusu durdurmasını ve apoptozis oluşumunu engeller.
Radyasyon ve benzeri etkenlerle hücre etkilendiğinde Mdm2 proteininin
p53’e bağlanma bölgesinde yapısal değişiklikler meydana gelir. Bu
nedenle Mdm2 p53’ü bağlayamaz ve serbest p53 transkripsiyonel
aktivitesi ile G1 ve G2 kontrol noktalarında siklusu durdurur ve bax genini
aktive
ederek
apoptozise
neden
olur138,147.
Mdm2,
p53’ün
transkripsiyonunu azaltır ya da p53’e bağlanarak aktivitesini inhibe
edebilir. Lösemi, lenfoma, sarkoma, glioma ve meme kanserinde Mdm2
gen amplifikasyonu gösterilmiştir.
2.2.2.4. Apoptozisin belirlenmesinde kullanılan yöntemler
Apoptozisi saptamak için çok çeşitli yöntemler geliştirilmiştir.
1972 yılında apoptozis terimi ilk kez kullanıldığında hücrenin apoptozise
gidip gitmediği hücrenin morfolojik görünümüne bakılarak karar verilmişti.
Oysa günümüzde morfolojik değerlendirmenin yanısıra apoptozise özgü
olduğu bilinen bazı aktivasyonların (örn. aktif kaspaz-3 tayini) moleküler
43
düzeyde belirlenmesiyle de saptanabilmektedir. İlk kez morfolojik kriterlere
göre belirlenen apoptozis 80’li yılların sonuna doğru DNA kırıklarının
oluştuğunun ortaya çıkarılmasıyla birlikte bu kırıkların saptanmasına
yönelik yöntemlerle belirlenmeye başlandı. 90’ların ortalarında ise
apoptotik hücrelerde kaspazların aktifleştiği bulundu. Böylece, kaspaz
aktivasyonlarının
belirlenmesine
yönelik
metodlarla
saptanabilen
apoptozis 90’ların sonuna doğru fosfatidilserin translokasyonunu belirleyen
yöntemlerle de saptanmaya başlandı. Apoptozisin belirlenmesine yönelik
geliştirilen metodları 2000’li yılların başlarında sadece apoptotik epitelyal
hücrelerde olmak üzere kaspaz aktivitesiyle kırılan bir protein olan keratin
18’in kırıldıkdan sonraki özgün formunu saptayan antikorların kullanılarak
daha spesifik olarak saptanması takip etti112.
Apoptozisin belirlenmesinde kullanılan yöntemler:

Morfolojik görüntüleme yöntemleri

Histokimyasal yöntemler

Biyokimyasal yöntemler

İmmunolojik yöntemler

Moleküler biyoloji yöntemleri
2.2.2.4.1.1.
Morfolojik
görüntüleme
yöntemleri
-
Işık
mikroskobu kullanımı
A) Hematoksilen boyama: Morfolojik görüntüleme yöntemleri
içinde en ucuz ve kolay olanı hematoksilen ile boyamadır. Hematoksilen
ile boyanan preparatlar ışık mikroskobu ile incelenir. Hematoksilen
boyama
(HB)
hem
hücre
kültürü
çalışmalarında
hem
de
doku
boyamalarında kolaylıkla kullanılabilir. Apoptotik hücrelerin saptanmasında
genellikle ilk metod olarak başlanması uygundur ve çeşitli açılardan (örn.
44
ilk değerlendirme, maliyet) diğer metodlara karşı avantaj sağlar. HB’de,
hematoksilen boyası kromatini boyadığından apoptotik hücreler nükleus
morfolojisine göre değerlendirilir. Apoptozise özgü değişiklikler iyi bir
boyama yapılmışsa kolayca gözlenebilir. Fakat yine de deneyim
gerektirmektedir. Çünkü bazı durumlarda mitotik hücreler ile apoptotik
hücreler
karıştırılabilir.
Gözlenebilen
değişiklikler
şunlardır:
hücre
küçülmesi veya sitoplazmik küçülme, kromatinin kondanse olması ve
nükleus zarının periferde toplanması, nükleusun küçülmesi veya parçalara
bölünmesi. B) Giemsa boyama: Giemsa ile boyamada HB’de olduğu gibi
nükleus morfolojisi esas alınarak apoptotik hücreler tanınır. Sitoplâzma
sınırları HB’ye göre daha iyi seçilebilmekle birlikte HB’ye belirgin bir
üstünlüğü yoktur112.
2.2.2.4.1.2. Morfolojik görüntüleme yöntemleri - Florasan ve
konfokal mikroskobu kullanımı
Floresan maddelerin (Hoechst boyası, 4',6-diamidino-2phenylindole, propidium iyodür vb.) kullanılmasıyla yapılan boyama
şeklidir. Floresan boyalar DNA’ya bağlanabildiklerinden hücrenin kromatini
dolayısıyla nükleusu görünür hale gelebilir. Floresan sistemler ışık
mikroskobuna göre çok daha pahalıdır. Fakat eğer hücre kültürü
çalışmasında kullanılırlarsa canlı hücre ile yaşayan hücrenin ayırımına
olanak tanırlar. Oysa hematoksilen ya da giemsa boyamanın kullanıldığı
örneklerde
hücrelerin
tamamı
yöntemin
prensibi
gereği
zaten
ölmektedirler. Canlı ve ölü hücre ayrımını yapabilmek için canlı veya ölü
tüm hücreleri boyayabilen bir boya (örn. Hoechst boyası) ile sadece ölü
hücreleri boyayabilen bir başka boya (örn. propidium iyodür) beraber
kullanılır.
Bu
yöntemlerde
canlılığın
belirleyicisi
hücrenin
plazma
membranının intakt (canlı) olup olmadığıdır. Membranı intakt olan hücreler
propidium iyodür gibi membran bütünlüğü bozulmuş (ölü) hücreleri
45
boyayan bir boya ile boyanmazlarken, Hoechst boyası gibi ölü veya canlı
tüm hücrelere girebilen boyalar ise ortamdaki tüm hücreleri boyayarak ölü
veya canlı hücre ayrımına olanak sağlarlar. Bu şekilde boyanan hücreler
bir floresan mikroskopu ile tanınabilirler. Kuşkusuz bu yöntemle hücrelerin
ölü ya da canlı olduğu anlaşılabilir ama ölü hücrelerin apoptozisle veya
nekrozisle
ölüp
ölmediklerinin
ayrımı
HB’de
olduğu
gibi
nükleus
morfolojisine bakılarak yapılır. Kromatin kondensasyonu veya nükleus
fragmentasyonu
olan
hücreler
apoptotik
hücreler
olduklarını
düşündürür112.
2.2.2.4.1.3. Morfolojik görüntüleme yöntemleri - Faz-kontrast
mikroskobu kullanımı
Bu tür bir mikroskop sadece hücrelerin kültür ortamında,
flask veya plaklarda büyütüldüğü çalışmalarda hücreyi veya hücre
topluluğunu incelemek amacıyla kullanılır. Ölen hücreler yapıştıkları
substratumdan ayrılacakları için besiyer içinde yüzmeye başlarlar. Bu
hücreler faz-kontrast mikroskobu ile gözlenebilirler. Mitozise giden
hücreler de faz-kontrast mikroskobuyla gözlenebilirler fakat bu hücreler
aynı zamanda apoptotik hücrelerin erken evredeki görüntüleri ile
karışabilirler. O yüzden ayrımları hemen hemen imkansızdır. Gerek
mitozisde
gerekse
apoptozisin
erken
evresinde
hücreler
üzerine
yapıştıkları substratuma yayılmış halde değil tam tersine yuvarlaklaşmış
ve küçülmüş olarak görülürler. Faz-kontrast mikroskobu ile apoptotik
hücreler üzerinde gelişen cepcikler izlenebilir112.
46
2.2.2.4.2.1. Histokimyasal yöntemler - Anneksin-V yöntemi
Normal hücrelerde hücre zarının sitoplazmik yüzünde
fosfatidilserin (PS) bulunmaktadır. Eğer hücre apoptozise giderse
normalde iç yüzde yerleşmiş olan PS molekülleri hücre zarının dış yüzüne
transloke olurlar. Dış yüze transloke olan PS’ler floresan bir madde (örn.
fluorescein isothiocyanate, FITC) ile işaretlenmiş Anneksin-V kullanılarak
görünür hale getirilirler. Böylece apoptotik hücreler saptanmış olur112.
2.2.2.4.2.2. Histokimyasal yöntemler - Akım sitometri
Akım sitometri yardımıyla floresan bir madde ile işaretlenmiş
antikor kullanılarak apoptozisde eksprese olduğu bilinen herhangi bir
hücre yüzey proteininin saptanması mümkündür. Böylece apoptotik
hücreler belirlenebilir. Kolay uygulanabilir olması, aşırı uzun zaman
almaması ve kantitatif sonuç verebilmesi açısından klinikte apoptozis
deteksiyonu açısından kullanışlıdır. Özellikle iki şekilde apoptozis
deteksiyonu yapılır; 1. floresan bir madde olan propidium iyodür
kullanılırak, 2. Anneksin-V kullanılarak. Birincisinde kompleks bilgisayar
işlemleri kullanılarak, hücre boyutu ile içerdiği DNA miktarı kıyaslanır ve
azalan DNA miktarının apoptozis lehine olduğu gerçeğinden hareketle
apoptotik hücre populasyonu (sub-G1 piki) tayin edilir. İkincisinde floresan
mikroskobuyla uzun zaman alan sayma işlemi saniyeler içersinde
yapılarak sonuç alınır112.
2.2.2.4.2.3. Histokimyasal yöntemler - Tunel yöntemi
DNA kırıklarının in-situ olarak tanınmasını sağlar. Parafin
bloklar, donmuş kesitler, kültürü yapılmış solüsyon halindeki veya plaklara
47
ekilmiş ya da lameller üzerinde büyütülmüş hücrelerde apoptozisin varlığı
saptanabilir 112.
2.2.2.4.2.4. Histokimyasal yöntemler- M30 yöntemi
M30
yönteminde
apoptotik
hücreler
sitokeratin
18’in
kaspazların etkisiyle kırılması sonucu ortaya çıkan yeni antijenik bölgenin
immunohistokimyasal yöntemle boyanması prensibine göre belirlenir.
Sadece sitokeratin 18’i eksprese eden dokularda kullanılması mümkündür.
Bu dokular epitelyal kaynaklı dokulardır112.
2.2.2.4.2.5. Histokimyasal yöntemler - Kaspaz-3 yöntemi
Kaspaz-3 yöntemi ile sadece apoptotik hücrelerde oluşan
aktif kaspaz-3 tespit edilir. Bunun için, dokunun kaspaz-3 eksprese
ettiğinin bilinmesi ya da çalışılan dokuda apoptozise yol açan ajanın
kaspaz-3’ü kırıp kırmadığının bilinmesi gerekir. Ancak bu bilinirse
apoptotik hücreler bu metodla tespit edilebilirler112.
2.2.2.4.3.1. Biyokimyasal yöntemler - Agaroz jel elektroforezi
DNA
kırıklarının
gösterilebildiği
bir
başka
yöntemdir.
Apoptozisde DNA 180 baz çifti ve bunun katlarına karşılık gelen
noktalardan
(internukleozomal
bölgelerden)
kırıldığı
için
merdiven
görüntüsü oluşur. Bu bulgu apoptozisin karakteristik özelliğidir ve
nekrozisde görülmez. O yüzden apoptozisi nekrozisden ayırmada faydalı
yöntemlerden birisidir112.
48
2.2.2.4.3.2. Biyokimyasal yöntemler - Western Blotting
Bu metod yardımıyla apoptozise özgü bazı proteinlerin
eksprese olup olmadıklarının (örn. bcl-2) yada kırılıp kırılmadıklarının (örn.
kaspaz-3) saptanması mümkündür. Sitokrom-c’nin mitokondriye çıkıp
çıkmadığının belirlenmesi de bu metodla belirlenebilir. Yanlız sitokrom-c
tespitinde önce alt-fraksiyonlama yapılarak hücrelerin mitokondriyal ve
sitoplazmik
fraksiyonları
ayrılır.
Ardından,
normalde
sitoplazmik
fraksiyonda bulunması beklenmeyen sitokrom-c’nin bu fraksiyonda tespit
edilmesi halinde hücrelerin apoptozise gittikleri anlaşılır112.
2.2.2.4.4.1. İmmunolojik Yöntemler - Eliza yöntemi
Eliza ile gerek kültürü yapılmış hücre populasyonlarında
gerekse
insan
fragmentasyonunu
plazmasında
tespit
etmek
apoptotik
proteinleri
mümkündür.
Aynı
ve
DNA
şekilde
M30
düzeylerinin ölçümü de Eliza yöntemi ile gerçekleştirilmektedir112.
2.2.2.4.4.2. İmmunolojik Yöntemler - Fluorimetrik yöntem
Kültürü
yapılmış
hücrelerde
kaspaz
aktivitesinin
tayin
edilmesinde kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemde ilgili kaspazın
antikorunun bulunduğu plaklara hücre lizatlarının konulması ile kaspaz
molekülleri tutulur ve sonra ortama kaspazların parçaladığı ve kendisine
floresan bir maddenin tutunduğu bir substrat ilave edilir. Ortamdaki kaspaz
aktivitesiyle orantılı olarak ortaya çıkan floresanın şiddeti fluorimetre ile
ölçülerek kaspaz aktivitesi saptanır 112.
49
2.2.2.4.5. Moleküler biyoloji yöntemleri
DNA microarray teknolojisi henüz çok yeni ve çok pahalı bir
yöntemdir. Fakat yakın bir gelecekte tıp pratiğini radikal bir biçimde
değiştirme iddiası taşıyan bu teknoloji ile aynı anda ve kısa bir süre
içersinde
yüzlerce
hatta
binlerce
genin
ekspresyon
derecelerinin
(mRNA’larının) tespiti mümkün olabilecektir. Böylece apoptozise özgü
hücre yüzey ölüm reseptörlerinin ekspresyon durumları hakkında geniş
bilgi edinme olanağı doğacaktır112.
2.3. ATP sentezi ve mitokondri membran potansiyeli
(∆Ψm) oluşumu
2.3.1. Hücresel solunum
Hücresel solunum üç aşamada gerçekleşir:
1. Glikoliz
2. Krebs döngüsü
3. ETS (Elektron Transport Sistemi)
İlk iki aşamada elektron ve protonlar enzimler yardımı ile
NAD+ ve FAD’a aktarılırlar. Son aşamada ise elektronlar moleküler
oksijene aktarılır ve H2O oluşur, ADP ve Pi’den ATP sentezlenir. Yağ
asitlerinin ve aminoasitlerin oksidasyonu sırasında serbest kalan faydalı
enerjinin tümü ve karbonhidratların oksidasyonundan açığa çıkanın
tamamına yakını mitokondrilerin içinde NADH ve FADH2 gibi indirgeyici
ekivalanlar halinde kullanılabilir duruma getirilirler117,148,149.
50
2.3.1.1. Glikoliz
Sitozolde gerçekleşen glikoliz glikozun enzimlerle pürivata
(C3H3O3-) kadar yıkılması olayıdır. Bütün canlılarda glikoliz reaksiyonları
aynı şekilde gerçekleşir. Olaylar için tüm canlılarda aynı enzimler
görevlidir. Reaksiyonun gerçekleşmesi için moleküler oksijene ihtiyaç
duyulmaz150.
Glikolizde iki piruvat molekülü ile 2NADH + (H+) oluşur ve 4
ATP sentezlenir. NAD+’a bir çift H atomu aktarılınca NAD+ 2 elektron ve bir
proton (H+) tutar, bir proton ise serbest hale gelir149. Glikoliz tepkimelerinin
başlangıcında tepkimeyi aktif hale getirmek için 2 ATP kullanıldığından 1
molekül glikozdan piruvata kadar 2 ATP sentezlenmiş olur. Glikoliz
esnasında oluşan pürivat mitokondrilere transfer edilir ve orada oksijen
tarafından CO2’ye oksitlenir117. Açığa çıkan NADH + H+ solunumun son
aşamasında ATP sentezinde rol alır151.
Şekil 2.8. Lipid ve karbonhidratların mitokondrilerdeki metabolizması
İç zar ve martiks, yağ asitleri ile pürivatın CO2 ve H2O’ya
oksidasyonunu sağlayan birçok reaksiyonun gerçekleştiği yine ADP ve
Pi’den ATP’nin sentezlendiği bölgelerdir. Bütün bu olaylar üç başlık altında
toplanabilirler.
51
2.3.1.1.1. Pürivat ve yağ asitlerinin CO2’e oksidasyonu
Elektron taşıyıcıları olan NAD+ ve FAD+’ın NADH ve
FADH2’ye indirgenmesi ile birlikte olur. Bu olaylar matriksde veya iç zarın
yüzeyini kaplayan proteinlerde ortaya çıkar.
2.3.1.1.2. NADH ve FADH2’den O2’ye elektron transferi
Reaksiyonlar elektrokimyasal proton gradyantının oluşmasıyla bağlantılı
olarak iç zarda ortaya çıkar.
2.3.1.1.3. İç zarda F0-F1 ATP sentaz tarafından ATP
sentezlenmesi
Transmembran proton konsantrasyon gradyantında depo edilen enerjinin
kullanılmasıdır. İç zar ve matriksde ortaya çıkar.
2.3.1.2. Krebs döngüsü
Krebs oksijenli solunumun glikoliz tepkimelerinden sonra
gelen ikinci basamağıdır. Mitokondrinin matriksinde gerçekleşen krebs
devri karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerin solunumla parçalanması
olayında ortak karbon yoludur. Yağ asitleri ve aminoasitler farklı sayıda
karbon atomu taşıdıkları için farklı sayıda ATP üretilmesine neden olurlar.
Sonuçta oluşan su ve karbondioksit miktarı da farklı olur. Ortamda oksijen
bulunduğunda piruvat parçalanmak üzere mitokondriye girerken glikolizde
oluşan 2 NADH + H+ molekülü de mitokondriye alınır. Piruvat solunum
metabolizmasında önemli bir kesişme noktasıdır. Oksijenli ortamda piruvat
52
Asetil Co A ‘ya yükseltgenir. Asetil Co A ise krebs döngüsüne girer. Bu
tepkimeler sonucunda glikoz CO2 ve H2O’ya kadar parçalanır151. Her iki
devrede de (özellikle krebs devrinde) organik bileşiğin parçalanmasıyla
açığa çıkan H atomları yardımıyla NADH ve FADH2 maddeleri üretilir.
2.3.1.3. Elektron Transport Sistem (ETS)
NADH ve FADH2’nin yüksek enerjili elektronları ETS
elemanları (I, II, III, IV) tarafından O2’ye taşınırlar. NADH ve FADH2
yükseltgenerek NAD+ ve FAD haline gelirler 152-155.
NADH + ½ O2 + 3 ADP + 3 Pi + H+ → NAD+ + 4H2O + 3 ATP
Elektronlar
taşıma
esnasında
enerjilerinin
bir
kısmını
kaybederler. Bu enerji protonları (H+) matriksten iç ve dış zarlar arası
bölgeye taşır ve böylece elektrokimyasal gradyant (dolayısıyla potansiyel
enerji) oluşur149.
Şekil 2.9. Elektron Transport Sistemi156
53
İç mitokondri zarı 4 ayrı enzim komplesi ve ATP sentaz (Kompleks V)
içerir;
NADH (dehidrogenaz) Kompleks I
Süksinatdehidrogenaz Kompleks II
Sitokrom-c redüktaz Kompleks III
Sitokrom-c oksidaz Kompleks IV
Her bir kompleks e- alır ve daha mobil e- taşıyıcılarına verir.
2.3.1.3.1. Kompleks I (NADH dehidrojenaz kompleksi)
Kompleks I (NADH dehidrojenaz) iç mitokondriyal membrana
gömülmüştür; NADH bağlayan yeri matriks tarafındadır ki burası matrikste
oluşan NADH ile etkileşebilir. Kompleks I elektronların NADH’den
ubikinona (UQ, koenzim Q) transferini katalize eder. Ubikinonun tamamen
indirgenmiş formu olan UQH2, membranda kompleks I’den kompleks III’e
difüze olur. Elektronların kompleks I yoluyla kompleks III’e akışı,
protonların mitokondriyal matriksten membranlar arası boşluğa hareketiyle
eşleşmiştir ki böylece bir proton gradienti oluşur148.
2.3.1.3.2. Kompleks II (süksinat dehidrojenaz kompleksi)
Kompleks II (süksinat dehidrojenaz kompleksi), sitrik asit
döngüsünde membrana bağlı enzimdir; elektronların süksinattan ubikinona
(UQ, koenzim Q) transferini katalize eder. FADH2 yapısındaki elektronlar,
kompleks II tarafından ubikinona (koenzim Q) aktarılır. Ancak, yağ asetilCoA ve sitozolik gliserol-3-fosfattan elektronların ubikinona transferi
kompleks II yoluyla olmaz. Yağ asetil-CoA için asetil-CoA dehidrojenaz,
elektron-transfer eden flavoprotein (ETFP) ve ETFP-UQ oksidoredüktaz
görev görür; gliserol-3-fosfat için gliserol-3-fosfat dehidrojenaz görev
54
görür. Ubikinon (koenzim Q), solunum zincirinde tek lipid yapılı
moleküldür;
elektronları
kompleks
III’e
taşır;
hareketli
elektron
taşıyıcılarından birisidir148.
2.3.1.3.3. Kompleks III (sitokrom bc1 kompleksi, ubikinonsitokrom-c oksidoredüktaz)
Kompleks III (sitokrom bc1 kompleksi, ubikinon-sitokrom c
oksidoredüktaz) elektronları ubikinondan sitokrom-c’ye transfer eder ki
kompleks III içinden geçen elektronların yolu, “Q siklüsü” denilen bir döngü
oluşturur. Kompleks III bir proton pompası olarak fonksiyon görür;
kompleksin asimetrik oryantasyonunun bir sonucu olarak, UQH2’nin UQ’a
okside olmasıyla serbestleşen protonlar, membranlar arası boşluğa
salınırlar ve böylece bir proton gradienti oluşur. Kompleks III yapısında
bulunan sitokrom-c1, elektronları sitokrom-c yapısına aktarmaktadır.
Sitokrom-c elektronları kompleks IV (sitokrom oksidaz) yapısına taşır 148.
2.3.1.3.4. Kompleks IV (sitokrom oksidaz)
Kompleks IV (sitokrom oksidaz) elektronların sitokrom-c’den
O2’ye transferini ve böylece O2’in suya indirgenmesini katalize eder;
yapısında sitokrom-a ve sitokrom-a3 bulunur. Kompleks IV vasıtasıyla
sitokrom-c’den O2’ye elektronların akışı matriksten membranlar arası
boşluğa net proton hareketine neden olur; kompleks IV de bir proton
pompası olarak fonksiyon görür.
Kompleks I, III ve IV içinden elektron akışı, matriksten
membranlar
arası boşluğa
proton
akışıyla eşleşmiştir
kompleks I ve II’den geçerek UQ’a ulaşırlar.
Elektronlar,
UQH2, elektronların ve
55
protonların bir mobil taşıyıcısı olarak görev görür; elektronları kompleks
III’e taşır. Kompleks III de elektronları bir başka bağlayıcı mobil zincir
halkası olan sitokrom-c’ye geçirir. Kompleks IV, elektronları indirgenmiş
sitokrom-c’den O2’e transfer eder.
2.3.1.4. Proton itici kuvvet ve ∆Ψm
İç mitokondri membranındaki elektron transferi protonları iç
mitokondri
boyunca
konsantrasyon
gradyanlarının
tersi
yönünde
(matriksden zarlararası bölgeye) gitmeye zorlar. ETS sisteminin matriks
dışına proton pompalaması iç membran boyunca pH ve elektriksel
potansiyel fark (∆Ψm) oluşmasına neden olur. Bu kuvvetlerin toplamına
proton itici kuvvet (∆p) adı verilir157. Oluşan proton itici kuvvet protonların
ATPaz yardımı ile tekrar matrikse girmelerini sağlar158-161.
∆p (mV) = ∆Ψm – 60 ∆pHm
∆pHm (H+ konsantrasyon gradyanı)
Normal şartlarda ∆Ψm 100-130 mV arasında değişmektedir.
Bu değerler arasında ATP sentezi maksimumdur. Hücrenin strese maruz
kalması ve patolojik durumlarda (∆Ψm < 100 mV, ∆Ψm > 200 mV) ATP
sentezi durur160,162.
56
Şekil 2.10. ∆Ψm ve Hm konsantrasyon gradyantı oluşumu
Oluşan pH ve voltaj gradyantı hem ATP sentezinde hem de
molekül taşınmasında kullanılır.
2.3.1.5. ATP sentezi
Normalde mitokondri iç zarı protonlara karşı geçirgen
değildir. Özel sistemler gereklidir. ATP sentaz bu protonların zarlar arası
boşluktan matrikse alınmasını sağlar. ATP sentaz kompleksleri iç
mitokondri zarının iç yüzeyine yapışıktır ve mitokondriyal matrikse doğru
uzanırlar. ATP sentaz iki alt üniteden oluşur: F0 ünitesi membrana gömülü
olup F1 ünitesi matrikse gömülüdür. F0’dan proton akışı oldukça rotasyon
hareketi
meydana
gelir.
Bu
rotasyon
hareketi
ADP’den
ATP
sentezlenmesine yol açar. Matrikse yollanan 4 proton başına 1 mol ATP
sentezlenir149.
57
Şekil 2.11. ATP sentezinde görülen rotasyon hareketi163
2.3.1.5.1. Molekül taşınması
Voltaj gradyanı sayesinde matriksde oluşan ve toplanan
ATP-4, ADP-3‘e göre daha negatif olduğundan ATP-4 mitokondriden
membranlar arası boşluğa oradan da stoplazmaya iletilir (molekül
taşınması)149.
Şekil 2.12. ATP sentezinde molekül taşınması
58
2.3.1.6. ∆Ψm’in saptanması
Mitokondri oldukça küçük bir yapı olduğu için, ∆Ψm
elektrofizyolojik
tekniklerle
belirlenememektedir.
Membran
geçirgen
katyonların elektroforetik olarak polarize mitokondri içersine girmesi
sonucu
∆Ψm saptanabilmektedir164.
Daha polarize bir ∆Ψm daha çok
boya akümülasyonuna yol açacaktır çünkü mitokondri matriksi ne kadar
negatif
olursa
o
kadar
çok
katyonik
boyayı
matriks
içersine
sürükleyecektir. Başka bir ifade ile ∆Ψm ne kadar büyük olursa pozitif
yüklü
boyanın
akümülasyonu
o
kadar
fazla
olacaktır157.
∆Ψm
görüntülenmesinde kullanılan en hassas boya JC-1’dir. JC-1 lipofilik ve
katyonik bir boya olduğundan ∆Ψm polarize olduğu zaman mitokondri
içersine girip aggregasyon oluşturarak kırmızı florasan gösterir. Depolarize
hücrelerde ise JC-1 mitokondri içersine giremez, sitoplazmada kalır ve
yeşil emisyon verir157.
2.3.1.7. ∆Ψm ve apoptozis İlişkisi
Mitokondrinin apoptozisteki en önemli görevi pro-apoptotik
proteinleri apoptozis başlangıcında sitozole salmaktır. Mitokondrinin
apoptoziste görev alan proteinlerinin iç ve dış mitokondri membranları
arasındaki intermembran bölgede yer aldığı düşünülmektedir159. Dış
mitokondri zarı iyonlar ve küçük moleküllere karşı geçirgendir,
apoptozis esnasında geçirgenliği artmaktadır. İç membran ise
matriks ile çevrili olup neredeyse hiç geçirgen değildir165-166.
ATP
üretimi için gerekli olan beş enzim kompleksi mitokondri iç zarında
bulunmaktadır167. Apoptozis sürecinde önemli rol oynayan sitokrom-c’nin
büyük bir bölümü (% 85) kristada bulunmaktadır. Normal şartlarda enerji
üretiminde rol oynayan sitokrom-c mitokondriden sitozole salındığı zaman
apoptozise neden olmaktadır. Sitokrom-c mitokondriden salındığı zaman
59
Apaf-1, dATP, ve prokaspaz-9 ile kompleks oluşturur. Apoptozom denilen
bu kompleks apoptoziste rol oynayan kaspazları aktive eder159.
İç mitokondri zarı potansiyelindeki (∆Ψm) değişim ve dış
mitokondri zarı geçirgenliğindeki artışın apoptotik proteinlerin sitozole
salınmasına
neden
çalışmada
∆Ψm’de
olduğu
görülen
bilinmektedir168,170.
azalmanın
(∆Ψm
Yapılan
pek
çok
depolarizasyonu)
sitokrom-c salınımı ve apoptozise yol açtığını göstermektedir171,172.
Ayrıca ATP inhibisyonuna bağlı olarak ∆Ψm’de azalma gözlemlenmiştir.
Ancak yapılan son çalışmalarda özellikle kanser hücrelerinde ∆Ψm
hiperpolarizasyonuna bağlı olarak apoptozis gözlenmiştir173,174.
2.4. Fibroblastlar
Bağ dokunun ana maddesi olan ve yaraların iyileşmesinde
işlevi olan kollajen adlı proteinin yapımından sorumlu hücrelerdendirler.
Mezenkimal hücrelerden köken alırlar. Aktif ya da inaktif durumda
bulunabilirler. Fibroblastların önemli bir bölümü, bağ dokusu liflerinden
olan kollajen liflerine tutunmuşlardır. Aktif fibroblastlar çogunlukla kollajen
demetlerin yakınında ve bunların uzun eksenine paralel olarak yerleşirler.
Bu hücreler yassılasmış yıldız şeklinde olan hücrelerdir, gittikçe incelen
sitoplazmik uzantıları vardır. Hematoksilen-eozin ile boyandığında bu
uzantıların kollajenden ayırt edilmesi zordur.
Fibroblastların geniş, granüllü ve oval bir çekirdekleri ve bir
yada iki adet belirgin çekirdekçikleri bulunur. Fibroblastlar elektron
mikroskobu ile incelendiğinde, özellikle hücrenin aktif olarak ara madde
bileşenlerini ve fibrilleri ürettiği durumlarda (örn: büyüme sürecinde ve yara
iyileşmesinde), iyi gelişmiş Golgi aygıtı ve granüllü endoplazma retikulumu
(GER) keseleri göze çarpar. Aktif sentez sebebiyle endoplazma retikulum
60
keseleri genişlemiş olarak görülür. Genel olarak fibroblastların dış
laminaları ve hücrelerarası bağlantı kompleksleri bulunmaz. Bununla
birlikte, çeşitli çalışmalarda, hem düzenli hem de düzensiz sıkı bağ
dokusundaki
fibroblastlar
arasında
epitelyal
hücrelerdekine
benzer
bağlantı kompleksleri gösterilmiştir.
Klasik
kaynaklarda
fibrosit
olarak
adlandırılan
inaktif
fibroblastların sitoplâzmaları asidofiliktir. Aktif fibroblastlara göre daha
küçük ve daha oval hücrelerdir. İki uca doğru gittikçe incelen fusiform
şekle sahiptir; daha küçük, daha koyu boyanan çekirdekleri vardır.
Elektron mikroskobu görüntülemelerinde bu hücrelerde az miktarda GER
fakat bol miktarda serbest ribozom görülür.
Erişkinlerin bağ dokularındaki fibroblastlar nadiren bölünürler.
Mitozlar sadece organizmanın yeni fibroblastlara ihtiyacı olduğu zaman
(yaralanmalarda) gözlenir. Yaralanan bölgelerin iyileşmesi sırasında, o
bölgedeki fibroblastlar düz kas tellerine benzer özellikler kazandıklarından
myofibroblast adını alırlar. Myofibroblastlar fibroblastların ve düz kas
hücrelerinin özelliklerini barındıran modifiye fibroblastlardır. Hem fibroblast
hem de kontraktil hücre işlevi gösterirler. Miyofibroblastların kökeni ile ilgili
yapılan çalışmalarda, bu hücrelerin fibroblastların transformasyonu ile
oluştuğu ve düz kas hücrelerinden çok fibroblastlarla yakın ilişkili olduğu
sonucuna varılmıştır. Myofibroblastlar bol ara madde ve iplik ön maddesi
sentezleyip salgılayarak yara olan bölgenin kapanmasını sağlarlar
155
148,150-
.
61
Şekil 2.13. Fibroblast hücreleri175
62
3. GEREÇ ve YÖNTEM
3.1. MW radyasyon maruziyeti
Ankara Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü’nden temin edilen
meme fibroblast hücreleri 75 ml’lik kültür flasklarında % 10’luk fetal bovin
serum (FBS, Invitrogen, 16000–077), 2 mM glutamin (Sigma- G7513), 100
U/ml penisilin ve 100 mg/ml streptomisin içeren DMEM (DMEM D5546500ML- Sigma) besiyerinde, 37°C’de ve %5’lik CO2 ortamda kültüre
edildiler. Deneye başlamadan önce hücreler 1×105 hücre/kuyucuk olacak
şekilde 24’lük plaklara alındılar.
MW maruziyet sistemi diagramı şekil 3.1’de detaylı olarak
görülmektedir. Maruziyet sistemi CO2’li bir etüv, sinyal jeneratörü (Rohde
&Schwarz SMBV 100A, 9 kHz - 3.2 GHz, Germany) ve dikdörtgen
biçimindeki horn anten’den oluştu. Horn anten etüv içersinde dikey olarak
yerleştirildi ve koaksiyel bir kablo ile sinyal jeneratörüne bağlandı. 24
kuyucuklu plakalar ise horn antenin hemen üzerinde konumlandırıldı.
Hücreler 4 ve 24 saat sürelerince CO2’li etüv içersinde 2.1 GHz
frekansında, 0.142 mW/cm2 güç yoğunluğunda ve 0.607 W/k SAR
değerindeki W-CDMA MW radyasyona maruz bırakıldılar. Sham hücreleri
MW grubu hücreleri ile aynı ortamda tutuldular ancak MW radyasyona
maruz bırakılmadılar. İnkübatör içersindeki sıcaklık 37 °C’de sabitlendi. E
Alan ölçümleri izotropik prob (Rohde & Schwarz, Munich, Germany) ve
portatif spektrum analizör (Rohde & Schwarz, Munich, Germany)
kullanılarak gerçekleştirildi.
63
3.1.1. SAR hesaplamaları
SAR dağılımları SEMCAD X software (Schmid & Partner
Engineering
AG,
Switzerland)
programı
kullanılarak
belirlenmiştir.
SEMCAD X programı simülasyonlar için Finite-Difference-Time-Domain
(FDTD) methodunu kullanmaktadır. Nümerik hesaplamalar anten üzerinde
konumlandırılan
ve
gerçekleştirilmiştir.
hücre
kültürü
Simülasyonlar
toplam
içeren
70.17
24’lük
plakalarda
milyon
voksel’den
oluşmuştur. SAR değeri anten giriş gücü 1 Watt’a normalize edilerek
belirlenmiştir.
10
g’lık
ortalama
SAR
değeri
0.607
W/kg
olarak
hesaplanmıştır.
Şekil 3.1. MW Maruziyet Sistemi Diagramı
64
Şekil 3.2. 2.1 GHz‘de meme fibroblast hücreleri SAR dağılımının üst (a ve
b) ve alttan (c ve d) görünümü
Tablo 3.1. Modellenen bileşenin dielektrik özellikleri
Modellenen
dielektrik sabit r
iletkenlik  (S/m)
yoğunluk d(kg/m3)
Bileşen
Horn
anten
2.4
0
-
2.6
0
-
75
2.2
(pleksiglas)
24
kuyucuk
(polistiren)
Hücre kültürü
1060
(DMEM)
65
3.2. Akım sitometri ve florasan mikroskobu ile ∆Ψm
analizi
∆Ψm, JC–1 probu kullanılarak akım sitometri ve florasan
mikroskobu yardımıyla analiz edildi. JC–1 probu katyonik bir boya olup
elektrokimyasal gradyant etkisinde seçici olarak mitokondri içersine
akümüle olur ve mitokondri membranı polarize olduğunda kırmızı renk
verir. MW uygulamalarının ardından her bir kuyucuğa 1 μl JC–1 florasan
boyası eklendi ve örnekler 37 °C’de gün ışığından korunarak 30 dakika
boyunca inkübe edildiler. İnkübasyonun ardından örnekler 400 x g ‘de 5
dakika boyunca santrifüj edildiler, elde edilen hücre pelletleri 1 ml’lik analiz
tamponu içersine alındılar ve 400 x g ‘de 5 dakika boyunca santrifüj
edildiler. Ardından elde edilen süpernatanlar atıldı ve son iki basamak
tekrarlandı. Örnekler tüplere alınıp her bir tüpe 500 µl analiz tamponu
eklendi ve akım sitometri analizlerine geçildi. Yüksek ∆Ψm’e sahip hücreler
FL–2 kanalında gözlenirken apoptotik ve düşük ∆Ψm’li hücreler FL–1
kanalında gözlemlendiler.
3.3. Hücrelerin apoptozis düzeyinin belirlenmesi
Apoptotik hücre yüzdeleri Annexin V-FITC ve Propidium
Iodide (PI) boyaması yapılarak analiz edildi. FITC etiketlemesi direk olarak
akım sitometride çalışılabilmesine olanak vermektedir. Özetle meme
fibroblast hücreleri MW radyasyon uygulamasının ardından PBS ile
yıkanıp 2-5x105 hücre/ml olacak şekilde bağlayıcı tampon içersine alındı.
Ardından, 195 μl’lik hücre süspansiyonunun içersine 2.5 μl Annexin VFITC (eBioscience, BMS500FI) eklendi. Hücreler bu şekilde dikkatlice
vortekslendi ve 10 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edildi. Hücreler
tekrar yıkandı ve 190 μl’lik bağlayıcı tampon içersine alındı. Akım sitometri
analizlerinden hemen önce 5 μl PI bu süspansiyona ilave edildi. Örnekler
66
Cell Quest software (Becton-Dickinson, San Jose, CA) kullanılarak analiz
edildi. Annexin-V pozitif hücreler apoptotik sayıldı176,177.
3.4. Hücre canlılığının MTT yöntemi ile belirlenmesi

12
mM’lık
MTT
[3-(4,
5-dimethylthiazol–2-yl)-2,
5-
diphenyltetrazolium bromide] stok solüsyonu hazırlandı.

1 ml fosfat tampon solüsyonu (PBS) içersine 5 mg MTT solüsyonu
eklenip çözülene kadar vortekslendi. Bu solüsyon +4’ °C’de çalışma
gününe kadar saklandı.

Hazırlanan stok solüsyonundan her kuyucuğa 10 μl eklendi.

10 ml 0.01 M HCL içersine 1 g SDS eklenip ters düz edilerek SDS
çözülene kadar çalkalandı.

Yukarıdaki solüsyondan her bir kuyucuğa 10 μl eklendi.

Her bir kuyucuğa 12 mM 10 μl MTT stok solüsyonu konulup negatif
kontrol için sadece 100 μl’lik besi yerine 10 μl MTT stok solüsyonu
konuldu ve 4 saat inkübe edildi.

Ardından her kuyucuğa 100 μl SDS HCL eklenip pipetle karıştırıldı
ve 18 saat boyunca inkübe edildi. Ardından örnekler çalkalanıp 570
nm’de okundular.
3.5.1. Fas eliza metodu - Solüsyonların hazırlanışı
Solüsyonlar çalışmadan önce oda sıcaklığına getirildi. Eğer
kristalleşme var ise çözülme olana kadar ısıtıldı.
67
3.5.1.2. Yıkama tamponu
50 ml’lik yıkama tamponu 1000 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 1000 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2 °C’de saklandı.
3.5.1.3. Analiz tamponu
5 ml’lik analiz tamponu 100 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 100 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2–8 °C’de saklandı.
3.5.1.4. Biotin-konjugat
Biotin-konjugat analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:100 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
3.5.1.5. Streptavidin-HRP
Streptavidin-HRP analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:240 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
68
3.5.1.6. Standart dilüsyon tamponu

Yedi adet tüp alınıp birden yediye kadar etiketlendi (S1, S2, S3, S4,
S5, S6, S7). Ardından standart eğri için 1:2 oranında seri
seyreltmeler yapıldı.

Öncelikle her tüpe 225 µl örnek dilüent konuldu.

S1 tüpüne 225 μl standart solüsyon eklendi ve çalkalandı.

Daha sonra S1 tüpünden 225 µl alınıp S2 tüpüne pipetlendi ve
karıştırıldı, bu işlem diğer tüpler için 5 kez daha tekrarlandı.
3.5.1.7. Test protokolü

Kuyucuklar 400 μl yıkama tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son
yıkamadan sonra kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama
tamponundan arındırıldı.

Kör kuyucuklara 100 μl örnek dilüent konuldu.

Örnek kuyucuklara 90 μl örnek dilüent konuldu.

Örnek kuyucuklara 10 μl’lik örnekler konuldu.

Her bir kuyucuğa 50 μl biotin-konjugat konuldu.

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 1 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırılıp kuyucuklar boşaltıldı ve kuyucuklar 400 μl’lik
yıkama tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra
kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama tamponundan arındırıldı.

Her bir kuyucuğa 100 μl Streptavidin-HRP konuldu (örnek ve kör
kuyucuklara).

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 1 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırıldı ve kuyucuklar boşaltılıp 400 μl yıkama
tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra kuyucuklar
kağıt havlu ile silinip yıkama tamponundan arındırıldı.
69

Her bir kuyucuğa 100 μl substrat solüsyonu konuldu (örnek ve kör
kuyucuklara) ve oda sıcaklığında ışığa maruz kalmadan 10 dakika
inkübe edildi.

Karışım mavi rengi alınca her bir kuyucuğa 100 μl sonlandırma
solüsyonu eklenip enzim reaksiyonu sonlandırıldı ve daha sonra
okumalara geçildi

Örnekler 450 nm’de okundular.
3.5.2. FasL Eliza metodu - Solüsyonların hazırlanışı
Solüsyonlar çalışmadan önce oda sıcaklığına getirildi. Eğer
kristalleşme var ise çözülme olana kadar ısıtıldı.
3.5.2.2. Yıkama tamponu
50 ml’lik yıkama tampunu 1000 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 1000 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2 °C’de saklandı.
3.5.2.3. Analiz tamponu
5 ml’lik analiz tamponu 100 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 100 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2 °C’de saklandı.
70
3.5.2.4. Biotin-konjugat
Biotin konjugat analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:100 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
3.5.2.5. Streptavidin-HRP
Streptavidin-HRP analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:200 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
3.5.2.6. Standart dilüsyon tamponu

Yedi adet tüp alınıp birden yediye kadar etiketlendi (S1, S2, S3, S4,
S5, S6, S7). Ardından standart eğri için 1:2 oranında seri
seyreltmeler yapıldı.

Öncelikle her tüpe 225 µl örnek dilüent konuldu.

S1 tüpüne 225 μl standart solüsyon eklendi ve çalkalandı.

Daha sonra S1 tüpünden 225 µl alınıp S2 tüpüne pipetlendi ve
karıştırıldı, bu işlem diğer tüpler için 5 kez daha tekrarlandı.
3.5.2.7. Test protokolü

Kuyucuklar 400 μl yıkama tampunu ile ikişer kez yıkandı. Son
yıkamadan sonra kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama
tampunundan arındırıldı.

Kör kuyucuklara 100 μl örnek dilüent konuldu.
71

Örnek kuyucuklara 50 μl örnek dilüent konuldu.

Örnek kuyucuklara 50 μl’lik örnekler konuldu.

Her bir kuyucuğa 50 μl biotin-konjugat konuldu.

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 2 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırılıp kuyucuklar boşaltıldı ve kuyucuklar 400 μl
yıkama tampunu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra
kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama tampunundan arındırıldı.

Her bir kuyucuğa 100 μl Streptavidin-HRP konuldu (örnek ve kör
kuyucuklara).

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 1 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırıldı ve kuyucuklar boşaltılıp 400 μl’lik yıkama
tampunu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra kuyucuklar
kağıt havlu ile silinip yıkama tampunundan arındırıldı.

Her bir kuyucuğa 100 μl substrat solüsyonu konuldu (örnek ve kör
kuyucuklara) ve oda sıcaklığında ışığa maruz kalmadan 10 dakika
inkübe edildi.

Karışım mavi rengi alınca her bir kuyucuğa 100 μl sonlandırma
solüsyonu eklenip enzim reaksiyonu sonlandırıldı ve daha sonra
okumalara geçildi

Örnekler 450 nm’de okundular.
3.5.3. P53 Eliza metodu - Solüsyonların hazırlanışı
Solüsyonlar çalışmadan önce oda sıcaklığına getirildi.
kristalleşme var ise çözülme olancaya kadar ısıtıldı.
72
3.5.3.1.2. Yıkama tamponu
50 ml’lik yıkama tamponu 1000 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 1000 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2 °C’de saklandı.
3.5.3.1.3. Analiz tamponu
5 ml’lik analiz tamponu 100 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 100 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2 °C’de saklandı.
3.5.3.1.4. Biotin-konjugat
Biotin-konjugat analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:100 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
3.5.3.1.5. Streptavidin-HRP
Streptavidin-HRP analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:100 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
73
3.5.3.1.6. Standart dilüsyon tamponu

Yedi adet tüp alınıp birden yediye kadar etiketlendi (S1, S2, S3, S4,
S5, S6, S7). Ardından standart eğri için 1:2 oranında seri
seyreltmeler yapıldı.

Öncelikle her tüpe 225 µl örnek dilüent konuldu.

S1 tüpüne 225 μl standart solüsyon konuldu ve çalkalandı.

Daha sonra S1 tüpünden 225 µl alınıp S2 tüpüne pipetlendi ve
karıştırıldı, bu işlem diğer tüpler için 5 kez daha tekrarlandı.
3.5.3.1.7. Test protokolü

Kuyucuklar 400 μl yıkama tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son
yıkamadan sonra kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama
tamponundan arındırıldı.

Kör kuyucuklara 100 μl örnek dilüent konuldu.

Örnek kuyucuklara 50 μl örnek dilüent konuldu.

Örnek kuyucuklara 50 μl’lik örnekler konuldu.

Her bir kuyucuğa 50 μl biotin-konjugat konuldu.

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 2 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırılıp kuyucuklar boşaltıldı ve kuyucuklar 400 μl
yıkama tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra
kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama tamponundan arındırıldı.

Her bir kuyucuğa 100 μl Streptavidin-HRP konuldu (örnek ve kör
kuyucuklara).

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 1 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırıldı ve kuyucuklar boşaltılıp 400 μl’lik yıkama
tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra kuyucuklar
kağıt havlu ile silinip yıkama tamponundan arındırıldı.
74

Her bir kuyucuğa 100 μl substrat solüsyonu konuldu (örnek ve kör
kuyucuklara) ve oda sıcaklığında ışığa maruz kalmadan 10 dakika
inkübe edildi.

Karışım mavi rengi alınca her bir kuyucuğa 100 μl sonlandırma
solüsyonu eklenip enzim reaksiyonu sonlandırıldı ve daha sonra
okumalara geçildi

Örnekler 450 nm’de okundular.
3.5.4. Sitokrom-c Eliza Metodu - Solüsyonların Hazırlanışı
Solüsyonlar çalışmadan önce oda sıcaklığına getirildi. Eğer
kristalleşme var ise çözülme olana kadar ısıtıldı.
3.5.4.1.2. Yıkama Tamponu
50 ml’lik yıkama tamponu 1000 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 1000 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2 °C’de saklandı.
3.5.4.1.3. Analiz tamponu
5 ml’lik analiz tamponu 100 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 100 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışma
gününe kadar 2°C’de saklandı.
75
3.5.4.1.4. Lizis tamponu
15 ml’lik lizis tamponu 150 ml’lik temiz dereceli silindire
boşaltıldı. Dereceli silindirin üzerine 150 ml olana kadar distile su ilave
edilip çalkalandı. Hazırlanan solüsyon temiz bir şişeye alındı ve çalışmada
kullanıldı.
3.5.4.1.5. Biotin-konjugat
Biotin-konjugat analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:100 oranında seyreltildi ve sonra 30 dakika içersinde kullanıldı.
3.5.4.1.6. Streptavidin-HRP
Streptavidin-HRP analiz tamponu kullanılarak plastik tüp
içersinde 1:200 oranında seyreltildi ve seyreltme işleminden sonra 30
dakika içersinde kullanıldı.
3.5.4.1.7. Standart dilüsyon tamponu

Yedi adet tüp alınıp birden yediye kadar etiketlendi (S1, S2, S3, S4,
S5, S6, S7). Ardından standart eğri için 1:2 oranında seri
seyreltmeler yapıldı.

Öncelikle her tüpe 225 µl analiz tamponu konuldu.

S1 tüpüne 225 μl standart solüsyon eklendi ve çalkalandı.

Daha sonra S1 tüpünden 225 µl alınıp S2 tüpüne pipetlendi ve
karıştırıldı, bu işlem diğer tüpler için 5 kez daha tekrarlandı.
76
3.5.4.1.8. Hücre Lizis Protokolü

Hücreler 1200 rpm’de 15 dakika boyunca santrifüj edildi.

Hücre pelletleri soğuk PBS ile yıkandı.

Hücreler tekrar 1.5 x 106 hücre/ml olacak şekilde lizis bafır içersine
alındı ve 1 saat boyunca oda sıcaklığında ara sıra çalkalanarak
inkübe edildi.

Ardından 200 x g’de 15 dakika santrifüj edildi.

Süpernatanlar 1:50 oranında analiz tamponu içersinde seyreltilip
(5μl supernatan + 245 μl analiz tamponu) – 70 °C’de saklandı.
3.5.4.1.9. Test Protokolü

Çalışmaya başlanmadan önce örnekler 1:2 oranında analiz
tamponu ile seyreltildi (150 μl örnek + 150 μl analiz tamponu).

Kuyucuklar 400 μl’lik yıkama tamponu ile ikişer kez yıkandı. Son
yıkamadan sonra kağıt havlu ile silinip yıkama tamponundan
arındırıldılar.

Kör kuyucuklara 100 μl analiz tamponu konuldu.

Örnek kuyucuklara 100 μl seyreltilen örnekler konuldu.

Her bir kuyucuğa 50 μl biotin-konjugat konuldu.

Yapışkan film ile kaplandı ve oda sıcaklığında 2 saat inkübe edildi.

Yapışkan film kaldırılıp kuyucuklar boşaltıldı ve kuyucuklar 400 μl
yıkama tampunu ile ikişer kez yıkandı. Son yıkamadan sonra
kuyucuklar kağıt havlu ile silindi ve yıkama tamponundan arındırıldı.

Her bir kuyucuğa 100 μl TMB substrat solüsyon konuldu.

Örnekler güneş ışığına maruz kalmadan oda sıcaklığında 10 dakika
inkübe edildi.
77

Karışım mavi rengi alınca her bir kuyucuğa 100 μl sonlandırma
solüsyonu eklenip enzim reaksiyonu sonlandırıldı ve daha sonra
hemen okumalara geçildi

Örnekler 450 nm’de okundular.
3.6. İstatistiksel Analiz
İstatistiksel değerlendirmeler için Statistical Programme
Software System (SPSS) 13.0 programı kullanıldı. Sonuçlar ortalama ±
Standart Deviasyon (SD) olarak elde edildi. Grupların karşılaştırmaları
Mann-Whitney-U ve Kruskal Wallis testleri kullanılarak yapıldı. p<0.05 olan
değerler anlamlı olarak kabul edildi.
78
4. BULGULAR
4.1. MW radyasyonun hücre canlılığı üzerindeki etkisi
MW radyasyona maruz bırakılan meme fibroblast hücreleri
abzorbans değerlerinin sham grubu hücreleri abzorbans değerlerinden
daha düşük olduğu gözlemlendi. Yani MW’ye maruz bırakılan hücrelerin
hücre canlılıklarının MW’ye maruz bırakılmayan sham grubundan daha
düşük olduğu görüldü. Sonuçlar 4 ve 24 saat MW maruziyet gruplarının
her ikisi için de istatiksel olarak anlamlı (p<0.05) bulundu (şekil 4.1).
4.2. MW radyasyonun apoptozis üzerindeki etkisi
MW radyasyonun meme fibroblast hücrelerinde apoptozise
yol açıp açmadığını saptamak için 4 ve 24 saat saat sürelerince MW
radyasyonuna maruz kalan fibroblast hücreleri Annexin V-FITC/PI ile
boyanıp akım sitometri yöntemi ile analiz edildiler. Annexin-V pozitif meme
fibroblast hücrelerin sayısının 4 saatlik MW grubunda 4 saatlik sham
grubuna kıyasla istatiksel olarak daha fazla olduğu görüldü (p<0.05).
4 saatlik sham grubunda apoptotik hücre sayısı % 14.72 iken
4 saatlik MW grubunda apoptotik hücre sayısı % 22.39 idi. Benzer
sonuçlar 24 saatlik sham ve MW gruplarında da gözlemlendi. 24 saatlik
sham grubunda apoptotik hücre sayısı % 19.25 iken 4 saatlik MW
grubunda % 31.91 bulundu. Sonuç olarak, 4 ve 24 saatlik MW radyasyon
uygulamasının apoptotik hücre sayısını istatiksel olarak anlamlı bir şekilde
arttırdığı gözlemlendi şekil (4.2).
79
4.3. ∆Ψm sonuçları
∆Ψm’deki azalma mitokondri bağımlı apoptoziste önemli
göstergelerden birisidir.
Çalışmamızda MW’ye maruz kalan fibroblast
hücrelerinde ∆Ψm’deki değişimi belirlemek için JC-1 florasan boyaması
yapılmıştır. JC-1 sağlıklı hücrelerde aggregasyon oluşturarak kırmızı
renkte gözlemlenir. ∆Ψm’de azalma görülen hücreler mitokondri içersine
akümüle olamaz. Bu hücrelerde JC-1 monomerik formda bulunarak yeşil
florasan verir. Başka bir değişle hücre depolarize oldukça JC-1
floransı kırmızıdan yeşile dönder.
Kırmızı/Yeşil florasan oranı
∆Ψm’deki bağıl değişimi ortaya koymaktadır. 4 ve 24 saatlik MW’ye
maruz kalmış hücrelerde kırmızı/yeşil florasan oranının sham gruplarına
göre anlamlı bir şekilde azaldığı gözlemlendi (p<0.05). 4 saatlik grupta
MW radyasyon ∆Ψm’de % 33.75’lik bir azalmaya neden olurken 24 saatlik
grupta % 48.85’lik bir azalmaya neden oldu.
Florasan mikroskobu
görüntülemelerinde de MW grubunda yeşil renkte boyanan hücrelerin
daha fazla olduğu görüldü. Bu sonuçlar 2.1 GHz W-CDMA MW
radyasyonun meme fibroblast hücreleri ∆Ψm’inde azalmaya neden
olduğunu göstermektedir (şekil 4.3).
4.4. Fas, FasL, sitokrom-c ve p53 sonuçları
Fas, FasL, sitokrom-c ve P53 düzeyleri Eliza yöntemi ile
belirlendi. Ortalama FasL protein konsantrasyonu 4 ve 24 saaatlik MW
gruplarında sırası ile 0.15 ve 0.16 ng/ml, 4 ve 24 saatlik sham gruplarında
ise 0.22 ve 0.16 ng/ml idi. Sham ve MW grupları arasında istatiksel olarak
anlamlı bir fark gözlemlenmedi (p> 0.05). Benzer şekilde Fas düzeylerinde
de MW ve sham grupları arasında istatiksel olarak anlamlı bir fark
görülmedi (p>0.05). Ortalama Fas düzeyleri 4 ve 24 saatlik MW
gruplarında 15.18 ve 13.71 pg/ml, 4 ve 24 saatlik sham gruplarında ise
80
12.36 ve 12.59 pg/ml idi. 4 ve 24 saatlik 2.1 GHz MW radyasyona maruz
kalan meme fibroblast hücreleri sitokrom-c düzeyleri sham gruplarına
kıyasla istatiksel olarak anlamlı bir şekilde daha yüksek düzeyde idi. p53
düzeylerinde ise MW ve sham grupları arasında anlamlı bir değişim
gözlenmedi.
Şekil 4.1. MW Radyasyonun meme fibroblast hücreleri hücre canlılığı
üzerine etkisi. Değerler sham grubuna göre hücre canlılığı yüzdelerini
belirtmektedir ve aritmetik ortalama ±SD olarak verilmiştir. *Sham grubu ile
karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW grubu hücreleri hücre canlılığı
düzeylerinde istatiksel olarak anlamlı bir azalış bulundu p<0.05.
81
Şekil 4.2. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu Annexin-V-FITC pozitif
hücre yüzdeleri. Değerler aritmetik ortalama ±SD olarak verilmiştir *Sham
grubu ile karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW grubu hücreleri AnnexinV-FITC pozitif hücre sayılarında istatiksel olarak anlamlı bir artış bulundu
p<0.05.
Şekil 4.3. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu ∆Ψm (kırmızı/yeşil
florasan oranları) miktarındaki değişimler. Değerler aritmetik ortalama ±SD
olarak verilmiştir *Sham grubu ile karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW
grubu hücreleri ∆Ψm miktarında istatiksel olarak anlamlı bir azalış bulundu
p<0.05.
82
Şekil 4.4. 4 saatlik sham (A), 4 saatlik MW (B), 24 saatlik sham (C) ve 24
saatlik MW (D) gruplarında ∆Ψm akım sitometri histogram dağılımları.
83
Şekil 4.5. 4 saat’lik sham grubu meme fibroblast hücreleri JC-1 boyaması
florasan mikroskobu görüntüleri (X 20)
84
Şekil 4.6. 2.1 GHz MW radyasyona 4 saat maruz kalan meme fibroblast
hücreleri JC-1 boyaması florasan mikroskobu görüntüleri (X20)
,
85
Şekil 4.7. 24 saat’lik sham grubu meme fibroblast hücreleri JC-1 boyaması
florasan mikroskobu görüntüleri (X20)
86
Şekil 4.8. 2.1 GHz MW radyasyona 24 saat maruz kalan meme fibroblast
hücreleri JC-1 boyaması florasan mikroskobu görüntüleri (X20)
87
Şekil 4.9. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu FasL miktarları.
Değerler aritmetik ortalama ±SD olarak verilmiştir. Sham grubu ile
karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW grubu hücreleri FasL miktarlarında
istatiksel olarak anlamlı bir değişim görülmedi p>0.05.
Şekil 4.10. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu Fas miktarları.
Değerler aritmetik ortalama ±SD olarak verilmiştir. Sham grubu ile
karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW grubu hücreleri Fas miktarlarında
istatiksel olarak anlamlı bir değişim görülmedi p>0.05.
88
Şekil 4.11. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu p53 düzeyleri.
Değerler aritmetik ortalama ±SD olarak verilmiştir. Sham grubu ile
karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW grubu hücreleri p53 miktarlarında
istatiksel olarak anlamlı bir değişim görülmedi p>0.05.
Şekil 4.12. 2.1 GHz MW radyasyon ve sham grubu sitokrom-c düzeyleri.
Değerler aritmetik ortalama ±SD olarak verilmiştir. Sham grubu ile
karşılaştırıldığında 4 ve 24 saatlik MW grubu hücreleri sitokrom-c
miktarlarında istatiksel olarak anlamlı bir artış görüldü p<0.05.
89
5. TARTIŞMA
Cep
telefonu
ve
3G
teknolojilerinin
kullanımının
yaygınlaşması bu cihazların yaydığı MW alanların sağlık etkileri konusuna
ilgiyi de beraberinde getirmektedir. Yapılan epidemiyolojik ve deneysel
çalışmalarda MW radyasyonun biyolojik etkileri moleküler ve hücresel
düzeyde gösterilmiştir. MW radyasyonun DNA kırığı, gen ekspresyonu,
kalsiyum salınımı, proliferasyon inhibisyonu ve apoptozisde artışa neden
olduğu rapor edilmiştir89,178-181. MW radyasyonun biyolojik etkileri maruz
kalınan alanın frekansı, şiddeti, uygulama süresi, hücre tipi, hücre
yoğunluğu vb. parametrelere bağlı olarak değişim gösterebilmektedir90,182.
Biyolojik etki mekanizması henüz tam olarak aydınlatılamamış olsa da MW
radyasyonun oluşturduğu hasarın serbest radikal oluşumuna bağlı olarak
ortaya
çıktığı
sanılmaktadır.
MW
radyasyonun
lipid
proksidasyon
indükleyerek antioksidan düzeyini baskıladığı gösterilmiştir89,90.
Çalışmamızda meme fibroblast hücreleri hücre canlılığı ve
apoptotik aktivitelerinin uygulanan kısa ve uzun süreli 2.1 GHz 0.608 W/kg
SAR
değerindeki
W-CDMA
modülasyonlu
(3G)
MW
radyasyon
maruziyetine bağlı olarak değişip değişmediğini incelemeyi amaçladık.
Çalışmamızın sonuçları 2.1 GHz W-CDMA modülasyonlu kısa ve uzun
süreli
MW
radyasyon
maruziyetinin
meme
fibroblast
hücrelerinde
apoptozise neden olarak hücre canlılığını azalttığını göstermektedir. 4 ve
24 saat boyunca 2.1 GHz W-CDMA modülasyonlu MW radyasyona maruz
bırakılan hücrelerde Annexin-V pozitif hücre sayısının. anlamlı bir şekilde
arttığı tespit edildi. Hücrelerin apoptotik aktivitelerinde gözlemlenen bu
artışın zamana bağımlı olduğu görüldü. 24 saatlik MW grubu ortalama
apoptotik hücre sayısının 4 saatlik MW grubu ortalama apoptotik hücre
sayısından daha fazla olduğu görüldü. Bu sonuçlar maruziyet süresinin
MW
hasar
oluşumunda
önemli
bir
parametre
olduğunu
ortaya
koymaktadır.
90
Literatürde değişik maruziyet koşulları ve hücre tiplerinde
yapılan çalışmalarda MW radyasyonun apoptotik aktiviteyi arttırdığına
işaret eden çalışmalar mevcuttur. 15 dakikalık 2.45 GHz frekansındaki
MW radyasyonun hamsterlarda apoptotik aktiviteyi artırdığı gösterilmiştir.
Bununla birlikte hücre bölünme hızı da anlamlı bir şekilde azalmıştır183. Bir
diğer çalışmada ise MW radyasyonun beyin hücrelerinde apoptotik
aktiviteyi
artırdığı
gözlenmiştir.
Aynı
çalışmada
nöronların
MW
radyasyona astrositlerden daha duyarlı olduğu gösterilmiştir184. Joubert ve
ark.185 900 MHz’lik sürekli-dalga MW radyasyonun kortikal nöronlarda
apoptozisi artırıp artırmadığını incelemişlerdir. AIF’de istatiksel anlamlı
artışlar gözlemlemişlerdir.
Ancak kaspaz-3 düzeyinde herhangi bir
değişiklik gözlemlememişlerdir. Bu sonuçlar MW radyasyonun kortikal
nöronlarda kaspaz bağımsız mitokondriyal yollu apoptozisi artırdığını
ortaya koymaktadır.
Buttiglione
ve
ark.186
MW
radyasyonun
hücre
proliferasyonunu inhibe ederek G2/M arresti oluştuğunu göstermişlerdir.
Aynı çalışmada apoptotik inhibitör proteinlerin mRNA düzeylerinde anlamlı
bir artış gözlemlenmiştir. Hoyto ve ark.187 yaptıkları çalışmada 1-24 saat
sürelerince 872 MHz frekansında ve 5 W/kg SAR değerindeki MW
radyasyon
maruziyetine
bağlı
olarak
menadion
bağımlı
kaspaz-3
aktivitesinin arttığını gözlemlemişlerdir. Sıçan tiroid hücrelerinde yapılan
bir çalışmada ise 900 MHz puls modülasyonlu RF radyasyonun kaspaz-3
ve kaspaz-9 aktivitelerini arttırdığı ortaya konulmuştur89. Caraglia ve
ark.188 tarafından insan epidermoid kanser hücreleri üzerinde yapılan bir
çalışmada ise 1.95 GHz (3.6 W/kg) MW radyasyon uygulamasının
apoptotik aktiviteyi artırdığı rapor edilmiştir.
Zhou ve ark.189 ise 30-60
mW/cm2 güç yoğunluğunda (2450 MHz) maruz bıraktıkları retinal ganglion
hücrelerinde apoptozisin istatiksel olarak anlamlı bir şekilde arttığını
gözlemlemişlerdir.
91
Polumbo ve ark.190 900 MHz frekansındaki MW radyasyon
uygulamasına bağlı olarak prolifere olan insan lenfosit hücrelerinde
kaspaz-3 aktivitesinin arttığını göstermişlerdir. Marinelli ve ark.191 ise 900
MHz sürekli dalga MW radyasyonun (3.5 W/kg) lösemi hücrelerinde p53
bağımlı ve p53 bağımsız apoptotik aktiviteyi arttırdığını rapor etmişlerdir.
Benzer şekilde insan kolon kanseri Lovo hücrelerinde uygulanan 2.45 GHz
MW radyasyon etkisinde apoptotik aktivitenin arttığını rapor etmişlerdir192.
Markkenan
ve
ark.193
Cdc-48
mutasyonlu
hücrelerde
900
MHz
frekansındaki GSM modülasyonlu MW radyasyon uygulamasına bağlı
olarak UV etkisinde apoptozisin oluştuğunu ortaya koymuşlardır. Fakat
aynı
çalışmada
modüle
edilmemiş
MW
radyasyonun
apoptozis
oluşturmadığı gösterilmiştir.
Çalışma frekansı, maruziyet süresi ve uygulanan alan
yoğunluğuna bağlı olarak etki bulmayan çalışmalar da literatürde
mevcuttur. Sanchez ve ark.194 48 saat süresince 2 W/kg, 900 MHz GSM
modülasyonlu MW radyasyonun (2 W/kg) deri fibroblast hücrelerinde
apoptotik
aktiviteyi
arttırmadığını
göstermişlerdir.
Benzer
şekilde
apoptozis önleyici proteinlerden Hsp27 ekspresyonunda da anlamlı bir
değişiklik gözlemlememişlerdir. Guisik ve ark.195 ise 2 saat boyunca 0.2
W/kg
MW’ye
maruz
bıraktıkları
U937
(lenfoma)
ve
SK-N-SH
(nöroblastoma) hücrelerinde apoptotik aktivite ve hücre canlılığında
istatiksel olarak anlamlı bir değişim gözlemlememişlerdir.
Lantow ve ark.196 1800 MHz frekansındaki MW radyasyonun
insan lösemi hücrelerinde apoptozise neden olmadığını rapor etmişlerdir.
Benzer şekilde Moquet ve ark.197 935 MHz frekansında 24 saat süresince
maruz bıraktıkları nöroblastoma hücrelerinde apoptozis indüklemediğini
ortaya koymuşlardır.
92
Çalışmamızın sonuçları 4 ve 24 saat süresince 2.1 GHz
frekansında, 0.142 mW/cm2 güç yoğunluğunda ve 0.607 W/k SAR
değerindeki 2.1 GHz MW radyasyon uygulamasının meme fibroblast
hücreleri hücre canlılığını istatiksel olarak anlamlı bir şekilde azalttığını
göstermektedir. Bununla birlikte 24 saatlik MW radyasyon uygulamasının
hücre canlılığını 4 saatlik MW radyasyon uygulamasına göre daha fazla
azalttığı tespit edilmiştir. Hücre proliferasyonu DNA hasarı, bağışıklık
sistemindeki hasarlar vb. faktörlere bağlı olarak değişim gösterebilmekle
birlikte hücresel stresin de önemli bir göstergesidir. Yaptığımız diğer bir
çalışmada da benzer sonuçlar elde edilmiştir. 1.8 GHz frekansındaki MW
radyasyon uygulaması zamana bağımlı olarak meme fibroblast hücreleri
hücre canlılığını azaltmıştır. Çalışmada MW radyasyonun hücre canlılığını
inhibe edici etkisinin uzun süreli maruziyetde daha fazla olduğu ancak
MW‘nin bu etkisinin Gingko Biloba tarafından azaltıldığı tespit edilmiştir90.
MW
radyasyonun
hücre
canlılığı
üzerindeki
etkilerini
araştıran çalışmalar literatürde mevcuttur198. Kwee S ve Raskmark P
epitelyum hücreleri hücre proliferasyonunun 960 MHz frekansındaki GSM
modülasyonlu MW radyasyon etkisinde azaldığını ortaya koymuşlardır.
Uygulanan MW radyasyon gücü ile hücre büyümesi arasında lineer bir
korelasyon olduğu görülmüştür198. Pacini ve ark. ise GSM modülasyonlu
MW radyasyonun insan deri fibroblast hücrelerinde hücre büyümesini
inhibe
eden
genlerin
miktarında
artışa
neden
olduğunu
ortaya
koymuşlardır. Aynı çalışmada bax gibi apoptozisi kontrol eden genlerin
miktarında da artış gözlemlenmiştir199.
Ekspresyonları sıcaklık ve diğer çevresel faktörlere bağlı
olarak değişebilen, hücre canlılığı ve hücresel gelişimde önemli rol
oynayan ısı şok proteinlerinin miktarlarının da MW radyasyon tarafından
etkilendiğini gösteren çalışmalar mevcuttur90,200-203.
93
Normal bir hücrenin fonksiyon ve yapısı, metabolizma,
differansiasyon, özelleşmedeki genetik programlar, komşu hücre ile
ilişkiler ve metabolik maddelerin uygunluğu gibi faktörlere bağlı olarak
belirli sınırlar içersinde kalır. Böylece doku homeostazisinin yani
apoptozis/proliferasyon dengesinin sağlıklı bir şekilde sürdürülmesi
sağlanır. Apoptozis/proliferasyon dengesinin apoptozis lehine veya
aleyhine bozulması durumunun birçok önemli hastalığın patogenezisine
rol oynadığı literatürde yapılan çalışmalarda ortaya konulmuştur94,118,204207
.
Çalışmamızda MW’in içsel ya da dışsal yollu apoptotik
yolakları aktive edip etmediği de araştırılmıştır. Dışsal apoptotik yolak
ölüm reseptörlerinin aktivasyonuna bağlı olarak başlatılmaktadır. Ölüm
reseptörü aktivasyonunu kaspaz-8 aktivasyonu takip etmektedir. Ölüm
sinyalleri dış çevreden gelmektedir208. Tipik ölüm reseptörleri Fas ve tümör
nekrozis faktördür. Ölüm sinyali apoptotik yolağı tetiklediğinde membran
bağımlı FasL inaktif Fas kompleksleriyle etkileşime girerek apoptozis
indükleyici sinyal kompleksini oluşturmaktadır. Çalışmamızda, Fas ve
FasL miktarlarında uygulanan MW radyasyona bağlı olarak değişim
gözlemlenmemiştir. Benzer şekilde 4 ve 24 saatlik MW radyasyon
uygulaması p53 değerlerinde de istatiksel olarak anlamlı bir değişime
neden olmamıştır.
Bu sonuçlar çalışmada gözlemlediğimiz apoptozisin
ölüm reseptörleri (dışsal) veya p53 yollu olmadığına işaret etmektedir.
Mitokondriler
sinyal
üretimi,
hücre
siklusu,
hücre
proliferasyonu, metabolitlerin iletimi ve hücre ölümü gibi birçok hücresel
olayda önemli rol oynamaktadırlar. Mitokondri ayrıca oksijen ve besinleri
ATP’ye dönüştüren çok önemli bir organeldir. Bu dönüşüm mitokondri iç
zarındaki elektrokimyasal potansiyel fark tarafından sağlanmaktadır.
Oksidasyon ve indirgenme reaksiyonları sırasında elektronlar tarafından
serbestlenen enerji protonları (H+ iyonlarını) matriksden intermembran
94
boşluğuna pompalamaktadır, burada proton konsantrasyon gradyantı ve
∆Ψm oluşmaktadır. ∆Ψm, mitokondriyal fonksiyonların gerçekleşmesinde
önemli bir rol oynamaktadır209.
MW alanların uygulanan alan frekansı, şiddeti ve hücre tipine
bağlı olarak mitokondrilerde hasara neden olabileceği gösterilmiştir. 900
MHz frekansındaki MW radyasyona 21 gün boyunca maruz kalan sıçan
tiroid hücrelerinde apoptotik cisimcikler ve mitokondrilerde krista kaybı
gözlemlenmiştir89. 8 ve 24 saat boyunca 1.8 GHz GSM modülasyonlu MW
radyasyona maruz bırakılan insan lenfosit hücre mitokondrilerinde ise
yapısal bozulma tespit edilmiştir90.
Çalışmamızda MW radyasyonun ∆Ψm üzerindeki etkisi akım
sitometri yöntemi ile değerlendirilmiştir.
mitokondriyal
matrikse
azalmayla bağlantılıdır.
geçebilmektedir.
Katyonik bir boya olan JC-1
Geçiş
miktarı
∆Ψm’deki
Bir başka deyişle polarize mitokondri içersine
daha fazla katyonik boya depolarize mitokondriye ise daha az boya
girer187. Kırmızı/yeşil florasan boya oranı 4 ve 24 saatlik MW radyasyona
bağlı olarak sırasıyla % 33.75 ve % 43.85 azalma göstermiştir. ∆Ψm’deki
azalma kırmızı florasandan yeşil floransa kaymayı işaret etmektedir. Bu
bulgular MW radyasyonun zamana bağlı olarak ∆Ψm’i azalttığını ortaya
koymaktadır.
İçsel apoptotik yolakta ölüm sinyalleri yoluyla apoptozis
iletilir. Bu da dış mitokondri zarının geçirgenliğinde artışa, porların
açılmasına
ve
bazı
apoptotik
proteinlerin
(sitokrom-c,
APAF
vb)
intermembran boşluktan sitozele salınarak kaspaz-9 aktivasyonuna neden
olmaktadır. Sitokrom-c ve AIF salınımı ise ∆Ψm’de azalmaya neden
olmaktadır209. Bu azalmanın geri dönüşümsüz olarak apoptozise neden
olduğu yapılan çalışmalarda ortaya konulmuştur171.
95
Çalışmamız sonuçları ayrıca 2.1 GHz frekansındaki WCDMA modülasyonlu MW radyasyon uygulamasının insan meme
fibroblast hücrelerinde sitokrom-c miktarını anlamlı olarak artırdığını ortaya
koymaktadır. Elektron transport zincirine ve oksidatif fosforilasyona katılan
sitokrom-c’nin mitokondriden sitoplazmaya salınması apoptotik süreçte
geri dönüşümsüz yola girildiğini göstermektedir. Sitotoksik ilaçlar, gelişme
faktörü eksikliği, reaktif oksijen türleri, radyasyon ve DNA hasarı gibi
değişik
hücresel
stresler
sitokrom-c’nin
salınmasını
harekete
geçirmektedir210-213.
Özetle, 2.1 GHz W-CDMA modülasyonlu MW radyasyonun
meme fibroblast hücreleri hücre canlılığı ve apoptotik aktiviteleri üzerindeki
etkilerini incelediğimiz çalışmamızda MW radyasyonun hücre canlılığını
inhibe ederek apoptozise neden olabileceğini göstermiş bulunmaktayız.
∆Ψm’de anlamlı bir azalış gözlemlenirken Fas, FasL ve p53 düzeylerinde
anlamlı bir değişiklik gözlemlenmemiştir. Sitokrom-c düzeyleri ise artış
göstermiştir.
Bu
sonuçlar
2.1
GHz
W-CDMA
modülasyonlu
MW
radyasyonun içsel (mitokondriyal) yollu apoptotik yolağı aktifleştirerek
hücre ölümüne neden olabileceğini göstermektedir.
96
7. ÖZET
2.1 GHz FREKANSLI MİKRODALGA
FİBROBLAST HÜCRELERİNE ETKİLERİ
RADYASYONUN
MEME
Bu çalışmada Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) modülasyonlu Mikrodalga (MW) radyasyonun meme fibroblast
hücreleri hücre canlılığı ve apoptotik aktivite üzerindeki etkilerinin
incelenmesi amaçladı. Hücreler 4 ve 24 saat sürelerince 2.1 GHz WCDMA modülasyonlu MW radyasyona maruz bırakıldılar. Hücre canlılığı
MTT
[3-(4,
5-dimethylthiazol–2-yl)-2,
5-diphenyltetrazolium
bromide]
methodu ile belirlendi. Apoptotik hücre yüzdeleri ise akım sitometri cihazı
yardımı ile Annexin V-FITC ve PI boyaması yapılarak analiz edildi.
Mitokondri Membran Potansiyeli’nde (∆Ψm) meydana gelebilecek olası
değişimler
JC–1
boyaması
yapılarak
akım
sitometri
ve
florasan
mikroskobu yardımı ile saptandı. Fas, FasL, p53 ve sitokrom-c değerleri
ise Eliza methodu ile ölçüldü. Hücre canlılıkları uygulanan MW radyasyon
etkisinde azalış gösterdi. Annexin V-FITC pozitif hücre yüzdeleri ise her iki
maruziyet süresinde de artış gösterdi. Bu sonuçların yanı sıra ∆Ψm’de
azalma tespit edildi. Fas, FasL ve p53 miktarlarında herhangi bir değişme
gözlemlenmezken sitokrom-c düzeylerinde istatiksel olarak anlamı bir artış
görüldü. Bu sonuçlar 2.1 GHz W-CDMA modülasyonlu MW radyasyonun
meme fibroblast hücrelerinde hücre proliferasyonunu inhibe ederek
mitokondri yollu apoptozise neden olabileceğini göstermektedir.
Anahtar kelimeler: mikrodalga (MW) radyasyon, apoptozis, mitokondri
membran potansiyeli, hücre canlılığı.
97
8. SUMMARY
EFFECTS OF 2.1 GHz FREQUENCY MICROWAVE RADIATION ON
BREAST FIBROBLAST CELLS
In the present study we aimed to investigate the effects of
2.1 GHz Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) modulated
Microwave (MW) Radiation on cell survival and apoptotic activity of breast
fibroblast cells. The cell cultures were exposed to W-CDMA modulated
MW at 2.1 GHz for 4 and 24 hours. The cell viability was assessed by
MTT
[3-(4,
5-dimethylthiazol–2-yl)-2,
5-diphenyltetrazolium
bromide]
method. The percentages of apoptotic cells were analyzed by Annexin VFITC and PI staining. Annexin V exhibits anti-phospholipase activity and
binds
to
phosphatidylserine
(PS).
5,5′,6,6′-tetrachloro-1,1′,3,3′-
tetraethylbenzimidazolcarbocyanine iodide (JC–1) was used to measure
Mitochondrial Membrane Potential (∆Ψm). JC–1 is a fluorescent cationic
dye that can selectively accumulates into mitochondria by electrochemical
gradient and changes color from green to red as the mitochondrial
membrane is depolarized. Fas and FasL protein levels were determined
by ELISA method. 2.1 MW radiation has been shown to be able to induce
cell proliferation inhibition and apoptosis induction in breast fibroblast cells.
The viability of fibroblast cells were decreased due to MW radiation
exposure. The apoptotic activities of cells were increased in all exposure
periods. We also demonstrated a time dependent reduction of ∆Ψm. Fas,
FasL and p53 levels were not significantly changed in MW exposed
fibroblast cells. However, cytochrome-c levels were increased significantly.
The results of this study showed that 2.1 GHz W-CDMA modulated MW
radiation induced apoptotic cell death via mitochondrial way.
Keywords:
microwave
(MW)
radiation,
apoptosis,
mitochondrial
membrane potential, cell viability.
98
9. KAYNAKLAR
1. Taşar F, Orbay M. Genel Fizik II Klasik Elektrik ve Manyetizma
Teorisine Giriş 1. baskı Eskişehir: Pegem Akademi kitabevi; 2009.
2. Hugh YD, Freedman RA. University Physics.
Pearson Education
Publishers; 2009.
3. Griffiths DJ. EM Teori. Arte Publishers; 1996.
4. Seyhan N. Elektromanyetik Kirlilik ve Sağlığımız. NPA 2010; 47 : 158161.
5. http://www.cei.ie/pdf/emf%20paper.pdf
6. http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/polarizedlight/emwave
7. Prof. Dr. Önder Orhun, Yrd. Doç. Dr. Murat Tanışlı. Elektromanyetik
Dalgalar. Anadolu Üniversitesi Yayınevi; 2012.
8. Lin JC. Advances in Electromagnetic fields in Living Systems, Volume
1. New York:Plenum Pres; 1994.
9. Gazi Non-İyonizan Radyasyondan Korunma Merkezi (GNRK), 2011,
http://gnrk.gazi.edu.tr/
10.
Eşmekaya
MA.
Radyofrekans
Radyasyonun
Tiroid
Bezi
Fonksiyonlarına Etkisi. Yüksek Lisans. Ankara: Gazi Üniversitesi; 2009.
99
11. Hoong K. "Non-Ionizing Radiations – Sources, Biological Effects,
Emissions and Exposures" (PDF). Proceedings of the International
Conference
on
Non-Ionizing
Radiation
at
UNITEN
ICNIR2003
Electromagnetic Fields and Our Health. 20 – 22 October 2003.
12. Michaelson SM, Lin JC. Biological Effects and Health Implications of
Radiofrequency Radiation, Plenum Press: New York; 1987.
13. Aksu M, Subaşı A. Üçüncü Nesil (3G) Gezgin Telefonlar İçin
Uygulama Geliştirme Ksu J Sci Eng 2005; 8 : 53-61.
14. Soy H, Özdemir Ö,
Bayrak M. Gelecek Nesil Mobil Haberleşme
Sistemleri: 3G, 4G ve Ötesi. Akademik Bilişim 1-3 Şubat 2012
15. Yakymenko I, Sidorik E, Kyrylenko S, Chekhun V.Long-term exposure
to microwave radiation provokes cancer growth: evidences from radars
and mobile communication systems. Exp Oncol 2011; 33 : 62-70.
16. http://www.tk.gov.tr/tuketici/emd/Turkiye_EMF_Raporu.pdf
17. http://host.nigde.edu.tr/agorur/documents/B_0_GIRIS.pdf
18. Poole, I., "Cellular Communications Explained From Basics to 3G",
Elsevier Ltd., UK, (2006).
19. Garg, V.K., "Wireless Communications and Networking", Elsevier Ltd.,
USA, (2007).
20. Eberspächer, J., Vögel, H.J., Bettstetter, C., Hartmann, C., " GSM –
Architecture, Protocols and Services" , John Wiley & Sons Ltd., UK,
(2009).
100
21. Zheng, P., Zhao, F., Tipper, D., "Wireless Networking Complete",
Elsevier Ltd., USA, (2004).
22. Özgür E. GSM-EDGE Modülasyonlu Radyo Frekans Alanların
Hepatosellüler
Karsinom
Hücrelerine
Etkileri,
Doktora
Tezi,
Gazi
Üniversitesi, 2011
23. Matthes, R. Non-Ionizing Radiation, ICNIRP-1/96. Austria: 1996.
24. Paolo V, Rüdiger M, Gunde Z,Lin J, Swerdlow A. Exposure to high
frequency
electromagnetic
fields,
consequences (100 kHz-300 GHz)
biological
effects
and
health
[online]. 2012 [cited 2012 Dec 27].
Available from: URL: www.icnirp.de/documents/RFReview.pdf
25.Polk C, Postow E. Handbook of Biological Effects of Electromagnetic
Fields, 2nd ed, Florida, USA, CRC Press, 1996.
26.Durney CH. Radio Frequency Radiation Dosimetry Handbook, 4th
Edition, October 1986.
27.Gandhi OP. Conditions of Strongest Electromagnetic Power Deposition
in Man and Animals. IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques. 1975; MTT–23 (12): 1021–1029.
28. Foster KR, Glaser R, et al. Thermal mechanisms of interaction of
radiofrequency energy with biological systems with relevance to exposure
guidelines. Health Phys 2007; 92 : 609-20.
101
29. Dewhirst MW, Viglianti BL, Lora-Michiels M, Hanson M, Hoopes PJ, et
al. Basic principles of thermal dosimetry and thermal thresholds for tissue
damage from hyperthermia. Int J Hyperthermia 2003; 19 : 267–294.
30. NATO NATO-RTA Seminar : Biophysical Mechanism of Interaction
and Dosimetry: RF and ELF Fields by Prof.Dr. Kenneth Foster Gazi
Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı ANKARA
31. Hyland GJ. Physics and biology of mobile telephony. Lancet 2000;
356 : 1833–366.
32. ICNIRP guidelines for limiting exposure to time varying electric,
magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Phys 1998;
74 : 494–522.
33. Durney CH, Massodi H, Iskander MF. Radiofrequency Radiation
Dosimetry Handbook. 4 th ed. Utah: (Report TR-85-73) Brooks Air Force
Base, TX: USAF School of Aerospace Medicine; 1986.
34. Seyhan N., Guler G., Canseven A., Sirav B., Ozgur E., Tuysuz M.Z.
Investigation on blood-brain barrier permeability and collagen synthesis
under radiofrequency radiation exposure and SAR simulations of adult and
child head. Eur J Oncol 2010; 5 : 319-332.
35. Seyhan N., Guler G., Canseven A., Sirav B., Ozgur E., Tuysuz M.Z.
(2010). Non Thermal effects and mechanisms of interaction between
electromagnetic fields and living matter. Investigation of blood brain barrier
permeability and collagen synthesis under radiofrequency radiation
exposure and SAR simulations of adult and child head Bologna, Italy.
Mattioli 1885 spa.
102
36. Cindy S. An Overview of Radiofrequency/Microwave Radiation Studies
Relevant
to
Wireless
Communications
and
Data.
www.land-
sbg.gv.at/celltower.
37. Lai H and Singh NP Acute low intensity microwave exposure increases
DNA single-strand breaks in rat brain cells. Bioelectromagnetics 1995; 16 :
207-210.
38. Lai H and Singh NP Single-and double-strand DNA breaks in rat brain
cells after acute exposure to radiofrequency electromagnetic radiation. Int
J Rad Biol 1996; 69 : 513-521.
39. Phillips J Ivaschuk Ishida-Jones T Jones R Campbell-Beachler M and
Haggren W DNA damage in Molt-4 T-lymphoblastoid cells exposed to
cellular telephone radiofrequency fields in vitro. Bioelectrochem and
Bioenergetics 1998; 45 : 103-110.
40. Garaj-Vrhrovac V et al, Micronucleus assay and lymphocyte mitotic
activity in risk assessment of occupational exposure to microwave
radiation. Chemosphere 1999; 39 : 2301-2312.
41. Vijayalaxmi et al, 1997 and Vijayalaxmi et al, 1998 (Correction).
Frequency of micronuclei in the peripheral blood and bone marrow of
cancer-prone mice chronically exposed to 2350 MHz radiofrequency
radiation. Radiation Research 147 (4) 495-500. Correction of an error in
calculation in the article in Res Rad 149 (3) 199-202.
42. Maes A Verschaeve L Arroyo A De Wagter D and Vercruyssen L. In
vitro cytogenetic effects of 2450 MHz waves on human peripheral blood
lymphocytes. Bioelectromagnetics 1993; 14 : 495- 501.
103
43. Goswami PC Albee LK Parsian AJ Baty JD Moros EG Pickard WF Roti
Roti JL and Hunt CR, Proto-oncogene mRNA levels and activities of
multiple transcription factors in C3H 10T1/2 murine embryonic fibroblasts
exposed to 835.62 and 847.74 MHz cellular phone communication
frequency radiation. Rad Res 1999; 151 : 300-309.
44. Daniells C Duce I Thomas D Sewell P Tatersall J and de Pomerai D,
Transgenic nematodes as biomonitors of microwave-induced stress. Mutat
Res 1998; 399: 55-64.
45. Ferreira AR, Bonatto F, de Bittencourt Pasquali MA, et al. Oxidative
stress effects on the central nervous system of rats after acute exposure
to ultra high frequency electromagnetic nfields. Bioelectromagnetics 2006;
27: 487–93.
46. Grigoriev YG, Grigoriev OA, Ivanov AA, et al. Confirmation studies of
Soviet research on immunological effects of microwaves: Russian
immunology results. Bioelectromagnetics 2010; 31: 589–602.
47. Irmak MK, Fadillioglu E, Gulec M, et al. Effects of electromagnetic
radiation from a cellular telephone on the oxidant and antioxidant levels in
rabbits. Cell Biochem Funct 2002; 20: 279–83.
48. Ozgur E, Guler G, Seyhan N. Mobile phone radiationinduced free
radical damage in the liver is inhibited by the antioxidants N-acetyl
cysteine and epigallocatechin-gallate. Int J Radiat Biol 2010; 86: 935–45.
49. Ozguner F, Altinbas A, Ozaydin M, et al. Mobile phone-induced
myocardial oxidative stress: protection by a novel antioxidant agent caffeic
acid phenethyl ester. Toxicol Ind Health 2005; 21: 223–30.
104
50. Ozguner F, Oktem F, Ayata A, et al. A novel antioxidant agent caffeic
acid phenethyl ester prevents long-term mobile phone exposure-induced
renal impairment in rat. Prognostic value of malondialdehyde, N-acetylbeta-D-glucosaminidase and nitric oxide determination. Mol Cell Biochem
2005; 277: 73–80.
51. Sokolovic D, Djindjic B, Nikolic J, et al. Melatonin reduces oxidative
stress induced by chronic exposure of microwave radiation from mobile
phones in rat brain. J Radiat Res 2008; 49: 579–86.
52. Zmyslony M, Politanski P, Rajkowska E, et al. Acute exposure to 930
MHz CW electromagnetic radiation in vitro affects reactive oxygen species
level in rat lymphocytes treated by iron ions. Bioelectromagnetics 2004;
25: 324–8.
53. De Iuliis GN, Newey RJ, King BV, et al. Mobile phone radiation
induces reactive oxygen species production and DNA damage in human
spermatozoa in vitro. PLoS One 2009; 4: 6446.
54. Friedman J, Kraus S, Hauptman Y, et al. Mechanism of short-term
ERK activation by electromagnetic fields at mobile phone frequencies.
Biochem J 2007; 405: 559–68.
55. Veyret B Bouthet C Deschaus P De Seze R Geffard M Joussot-Dubien
J le Diraison M Moreau JM and Caristan A, Antibody responses of mice
exposed to low-power microwaves under combined pulse-and-amplitude
modulation. Bioelectromagnetics 1991; 12: 47-56.
56. Salford LG Brun A Sturesson K Eberhardt JL and Persson BRR, 1994.
Permeability
of
the
bloodbrain
barrier
induced
by
915
MHz
105
electromagnetic radiation, continuous wave and modulated at 8, 16, 50
and 200 Hz. Microsc Res Techniqu 27: 535-542.
57. Repacholi MH Basten A Gebski V Noonan D Finnie J and Harris AW,
Lymphomas in Eμ- Pim 1 transgenic mice exposed to pulsed 900 MHz
electromagnetic fields. Rad Res 1997; 147: 631-640.
58. Hardell L Nasman A Pahlson A Hallquist A and Mild KH. Use of
cellular telephones and the risk for brain tumors: a case-control study. Int J
Oncol 1999; 15 : 113-6.
59. Clifford A, Morgan D, Yuspa SH, et al. Role of ornithine decarboxylase
in epidermal tumorigenesis. Cancer Res 1995; 55: 1680–6.
60. Seyhan N, Canseven AG. In vivo effects of ELF MFs on collagen
synthesis, free radical processes, natural antioxidant system, respiratory
burst system, immune system activities, and electrolytes in the skin,
plasma, spleen, lung, kidney and brain tissues. Electromagn Biol Med
2006; 25 : 291-305.
61. Canseven AG, Atalay Seyhan N. Is it possible to trigger collagen
synthesis by electric current in skin wounds? Indian J Biochem Biophys
1996; 33 : 223-227.
62. Canseven AG, Seyhan N, Mirshahidi S, Imir T. Immune Response of
Guinea Pigs to AC Magnetic Fields. 2nd EMF Seminar in China:
Electromagnetic Fields and Biological Effects, 23-26 Ekim, 2000, Xi’an,
Çin (Proceedings pp:229-235.
106
63. Canseven AG, Seyhan N, Aydın A, Isımer A. Does ELF Magnetic Field
Influence Cu++, Zn++, Ca++ ve Mg++ Concentrations of Brain Tissues.
Med&Biol Eng&Comput 1997; 35(1) : 3.
64. Canseven AG, Coskun S, Seyhan N. Magnetic Fields have an effect
on Antioxidant Defense System in Heart Tissue. “The 3rd European
Medical and Biological Engineering Conference EMBEC’05” 20-25
November 2005, Prag
65. Canseven AG, Coskun S, Seyhan N. ELF Magnetic fields’ Effects on
lipid peroxidation in Lung and Kidney. “The 3rd European Medical and
Biological Engineering Conference EMBEC’05” 20-25 November 2005,
Prag
66. Coskun S, Seyhan N, Canseven AG. Alterations induced in the lipid
peroxidation levels of heart and liver tissues with ELF Magnetic Fields.
International Conference and COST 281 Workshop on Emerging EMF
Technologies, Potential Sensitive Groups and Health, Graz, April 20/21,
2006.
67. Canseven AG, Özel Ü, Bilgihan A, Seyhan N. Does ELF Magnetic
Field Effect The Myeloperoxidase (MPO) Activity in the Lung. International
Electromagnetic Field (EMF)Project, Workshop, Sensitivity of Children to
Electromagnetic Fields, 9-10 Haziran2004, Istanbul, Türkiye
68. Canseven AG, Özel Ü, Bilgihan A, Seyhan N. The Effect of ELF
Magnetic field Exposure on Kidney Myeloperoxidase (MPO) Activity. 13th
Balkan Biochemical Biophysical Days & Meeting on Metabolic Disorders,
12-15
October
2003,
Kusadası,
Turkey,
Programme
&Abstracts,
p96,Turkish J Biochem, 28(3): 123 (2003).
107
69. Canseven AG, Özel Ü, Bilgihan A, Seyhan N. Myeloperoxidase(MPO)
Activities in Brain, Lung and Renal Tissues After Exposure to magnetic
Fields of 50 Hz. 13th Balkan Biochemical Biophysical Days & Meeting on
Metabolic Disorders, 12-15 October 2003, Kusadası, Turkey, Programme
& Abstracts, p94,Turkish Journal of Biochemistry, 28(3): 123 (2003).
70. Canseven AG, Seyhan N, Mirshahidi S, Turhan A, Imir T. Inhibition of
Natural Killer (NK) Cell Activity By ELF Magnetic Fields Med & Biol Eng &
Comput 1997; 35 : 44.
71. Canseven AG, Seyhan N, Mirshahidi S, Turhan A, Imir T. Manyetik
alanın Natural Killer (NK) Aktivitesine Etkisi, IX. Ulusal Biyofizik Kongresi,
Ankara, Bildiri özetleri 75, 1997.
72. Canseven AG, Seyhan N, Mirshahidi S, Imir T. Suppression of natural
killer cell activity on Candida stellatoidea by a 50 Hz magnetic field.
Electromagn Biol Med 2006; 25 : 79-85.
73. Seyhan N, Güler G. Review of In Vivo Static and ELF Electric Fields
Studies Performed at Gazi Biophysics Department. Electromagn Biol Med
2006; 25 : 307-323.
74. Güler G, Atalay Seyhan N. The interaction of electric fields with
biological systems I: Liver Hydroxyproline. GMJ 1995; 6 : 125-129.
75. Güler G, Atalay Seyhan N, Özoğul C, Erdoğan D. Biochemical and
structural approach to collagen synthesis under electric fields. Gen Physiol
Biophys 1996; 15 : 429-440.
108
76. Güler G, Atalay Seyhan N. Changes in hydroxyproline levels in electric
field tissue interaction. Indian J Biochem Biophys 1996; 33 : 531-3.
77. Güler G, Atalay Seyhan N. Extremely low Frequency (ELF) Electric
Field with Different Application Times Inhibits Protein Synthesis. Med &
Biol Eng & Comput.1999: 37, Suppl. 2: 1338-1339.
78. Güler G, Atalay Seyhan N. Changes in Hydroxyproline Level in Electric
Field Tissue Interaction. Indian J Biochem Biophys 1996; 33 : 531-533.
79. Guler G, Ozgur E, Keles H, Tomruk A, Atalay Vural S, Seyhan N.
Apoptosis resulted by Radiofrequency Radiatıon exposure on pregnant
rabbits and their infants. Bull Vet Pulawy 2011; 55 : 127-134.
80. Ozgur E, Guler G, Seyhan N. Mobile phone radiation-induced free
radical damage in the liver is inhibited by the antioxidants n-acetyl cysteine
and epigallocatechin-gallate. Int J Rad Biol 2010; 86 : 935-45.
81. Guler G, Tomruk A, Ozgur E, Seyhan N. The Effect of radiofrequency
radiation on DNA and lipid damage in non-pregnant and pregnant rabbits
and their newborns Gen Physiol Biophys 2010; 29 : 59-66.
82. Tomruk A, Guler G, Dincel AS. The Influence of 1800 MHz GSM-like
signals on hepatic oxidative DNA and lipid damage in nonpregnant,
pregnant, and newly born rabbits. Cell Biochem Biophys 2010; 56 : 39–47.
83. Budak GG, Budak B, Oztürk GG, Muluk NB, Apan A, Seyhan N.
Effects of extremely low frequency electromagnetic fields on transient
evoked otoacoustic emissions in rabbits. Int J Pediatr Otorhinolaryngol
2009; 73 : 429-36.
109
84. Budak GG, Muluk NB, Budak B, Oztürk GG, Apan A, Seyhan N.
Effects
of
intrauterine
and
extrauterine
exposure
to
GSM-like
radiofrequency on distortion product otoacoustic emissions in infant male
rabbits. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2009; 73 : 391-9.
85. Budak GG, Muluk NB, Budak B, Oztürk GG, Apan A, Seyhan N.
Effects of GSM-like radiofrequency on distortion product otoacoustic
emissions of rabbits: comparison of infants versus adults. Int J Pediatr
Otorhinolaryngol 2009; 73 : 1143-7.
86. Budak GG, Muluk NB, Oztürk GG, Budak B, Apan A, Seyhan N, Sanli
C.Effects of GSM-like radiofrequency on distortion product otoacoustic
emissions in pregnant adult rabbits. Clin Invest Med 2009; 32 : 112-6.
87. Sirav B, Seyhan N. Blood-brain barrier disruption by continuous-wave
radio frequency radiation. Electromagn Biol Med 2009; 28 : 215-22.
88. Eşmekaya M.A, Özer Ç, Seyhan N. Effects of 900 MHz Pulse
Modulated Radiofrequency Radiation on Heart, Lung, Testis and Liver
tissues Oxidant and Antioxidant Levels. Gen Physiol and Biophys 2011;
30 : 84-9.
89. Eşmekaya MA, Seyhan N, Ömeroğlu S. Pulse modulated 900 MHz
radiation induces hypothyroidism and apoptosis in thyroid cells: a light,
electron microscopy and immunohistochemical study. Int J Radiat Biol
2010; 86 : 1106-16.
90. Esmekaya MA, Aytekin E, Ozgur E, Öztürk GG, Ergun MA, Ömeroğlu
S, Seyhan N. Mutagenic and morphologic impacts of 1.8 GHz
Radiofrequency
Radiation
on
human
peripheral
bloodlymphocytes
110
(hPBLs) and possible protective role of pre-treatment with Ginkgo Biloba
(EGb 761). STOTEN 2011; 410 : 59-64.
91. Çam ST, Seyhan N. Single-strand DNA breaks in human hair root cells
exposed to mobile phone radiation. Int J Radiat Biol 2012; 88 : 420-4.
92. Guler G, Tomruk A, Ozgur E, Seyhan N. The Effect of radiofrequency
radiation on DNA and lipid damage in non-pregnant and pregnant rabbits
and their newborns, General Physiology and Biophysics, 2010, 29(1), 5966.
93. Çalışkan M. Apoptosis: Programlanmış hücre ölümleri. Turk J Zool
2000; 24 : 31-35.
94. Akşit H. ,Bildik A. Apoptozis. YYÜ Vet Fak Derg 2008; 19 : 55-63.
95. Barisic K, Petrik J, Rumora L. Biochemistry of apoptotic cell death.
Acta Pharm 2003; 53 : 151-164.
96. Brouckaert G, Kalai M, Krysko D V, Saelens X, Vercammen D, Ndlovu
M, Haegeman G, D'herde K, Vandenabeele P. Phagocytosis of necrotic
cells by macrophages is phosphatidylserine dependent and does not
induce inflammatory cytokine production. MBoC 2004; 15 : 1089-1100.
97. Huppertz B, Frank HG, Kaufmann P.The apoptosis cascade;
morphological and immunohistochemical methods for its visualization.
Anat Embryol 1999; 200 : 1-18.
98. Willingham MC. Cytochemical methods for the detection of apoptosis.
JHC 1999; 47 : 1101-1109.
111
99. Kültürsay H, Kayıkçıoğlu M. Apoptozis ve Kardiyovasküler Hastalıklar
Anadolu Kardiyol Derg 2002; 2: 323-329
100. Tosun M, Kalkan S, Cüce H. Apoptozisin Morfolojik Bulgularının
Klasik Histolojik Boyama Metodu İle Gösterimi. J Med Sci 2002; 22 : 258261.
101. Da Paepe ME, Sardesai MP, Johnson BD, Lesieur-Brooks AM,
Papadakis K and Luks FI. The role of apoptosis in normal and accelerated
lung development in fetal rabbits. J Pediatr Surg 1999; 34 : 863-870.
102. ElShamy WM, Linnarsson S, Lee KF, Jaenisch R and Ernfors P.
Prenatal and postnatal requirements of NT-3 for sympathetic neuroblast
survival and innervation of specific targets. Development 1996; 122 : 491500.
103. Catlin EA, Tonnu VC, Ebb RG, Pacheco BA, Manganaro TF, Ezzell
RM, Donahoe PK and Teixeria J. Mullerian inhibiting substance inhibits
branching morhogenesis and induces in fetal rat lung. Endocrinol. 1997;
138 : 790-6.
104. King-LB, Vacchio-MS, Dixon-K, Hunziker-R, Margulies-DH, AshwellJD. A targeted glucocorticoid receptor antisense transgene increases
thymocyte apoptosis and alters thymocyte development. Immunity 1995;
3 : 647-56.
105.Sunguroğlu A, Erdemli EA, Tekelioğlu M. Programlanmış Hücre
Ölümü: Apopitozis. J Med Sci 1996; 16 : 333-337.
112
106. Mahmut Çalışkan Apoptosis: Programlanmış hücre ölümleri. Turk J
Zool 2000; 24 : 31-35
107. Lee S, Christakos S, and Small MB. Apoptosis and signal
transduction: clues to a molecular mechanism. Curr Op Cell Biol 1993; 5:
286-29.
108. Raff MC. Social controls on cell survival and cell death. Cell 1992;
356 : 397-400.
109. Bates RC, Buret A, van Helden DF, Horton MA and Burns GF.
Apoptosis induced by inhibition of cellular contact. J Cell Biol 1994; 125 :
403-415.
110. Arends MJ, Morris RG and Wyllie AH. Apoptosis: the role of the
endonuclease. Am J Pathol 1990; 130 : 593-608.
111. Mittler R. and Lam E. Identification, characterization, and purification
of a tobacco endonuclease activity induced upon HS cell death. The Plant
Cell 1995; 7: 1951-1962.
112. Apoptozis [online]. 2012 [cited 2012 Nov 14]. Available from : URL :
http://biyokimya.uludag.edu.tr/apoptozis_ders_notu.pdf
113. Çırak A, İmir T. Apoptozis. J Med Sci 1995, 15 : 319-326.
114. Cohen J. Apoptosis. Immunol Today 1993; 14 : 126- 30.
113
115. Lawrence M Schwartz, Barbara A Osborne. Programmed cell death,
apoptosis and killer genes. Immunol Today 1993;14 : 582-90.
116. Gerschenson LE, Rotello RJ. Apoptosis: a different type of cell death.
Faseb J 1992; 6 : 2450-55.
117. Güneş H. Moleküler Hücre Biyolojisi 2. baskı Eskişehir: Kaan
kitabevi; 2006.
118. Apoptozis [online]. 2012 [cited 2012 Nov 26]. Available from : URL :
http://med.ege.edu.tr/Image/gozdoc/apoptozis_fatih.doc
119. Reed JR. Bcl-2 and the regulation of programmed cell death. Y Cell
Biol 1994; 124 : 1-6.
120. Serdaroğlu S, Kalayciyan A. Apoptoz ve deri. Dermatose 2004; 2 :
77-83.
121. Oltvai ZN, Korsmeyer SJ. Checkpoints on dueling dimers foil death
wishes. Cell 1994; 79 : 189-192.
122. Bellamy COC, Malcomson RDG, Harrison DJ, Wyllie AH. Cell death
in health and disease: the biology and regulation of apoptosis. Semin
Cancer Biol 1995; 6 : 3-16.
123. Barr PJ, Tomei LD. Apoptosis and its role in human disease.
Bio/Technol 1994; 12 : 487-493.
114
124. Martin SJ, Green DR, Cotter TG. Dicing with death: dissecting the
components of the apoptosis machinery. Trends Biochem Sci 1994; 19 :
26-30.
125.Lane DP, Lu X, Hupp T, Hall PA. The role of p53 in the apoptotic
response. Phil Trans R Soc Lond B 1994; 345 : 277-280.
126.Symonds H, Krall L, Remington L, Saenz-Robles M, Lowe S, Jacks T,
et al. p53-dependent apoptosis suppresses tumor growth and progression
in vivo. Cell 1994; 78 : 703-711.
127. Carson DA, Ribeiro JA. Apoptosis and disease. Lancet 1993; 341 :
1251-1254.
128. Öztürk F. Apopitoz. İnönü Üniv Tıp Fak Derg 2002; 9 : 143-148.
129. Thompson CB. Apoptosis. In: Paul WE, ed. Fundamental
Immunology. Lippincott-Raven Publishers. 1999.
130. Mountz JD, Zhou T. Apoptosis and Autoimmunity. In: Koopman WJ
ed.A Textbook of Rheumatology: Arthritis and Allied Conditions. Lippincott
Williams &Wilkins 2001.
131. Jersak M, Bischof P. Apoptosis in the first trimester human placenta:
the role in maintaining immun privilege at the maternal-foetal interface and
in the trophoblast remodelling. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 2002;
100 : 138-42.
132. Aral H. Apoptozis. Sendrom 1996; 33-7.
115
133. Jones BA, Gores GJ. Physiology and pathophysiology of apoptosis in
epithelial cells of the liver, pancreas, and intestine. Am J Physiol 1997;
273 : 1174-88.
134. Budd RC. Death receptors couple to both cell proliferation and
apoptosis. J Clin Invest 2002; 109 : 437-42.
135. Gastman BR. Apoptosis and its clinical impact. Head Neck 2001; 23 :
409-25.
136. Rodenburg RJT, Raats JMH, Pruijn GJM, van Venrooij WJ. Cell
death: a triger of autoimmunity? Bioessays 2000; 22 : 627-36.
137. Gobe G, Zhang XJ, Cuttle L et al. Bcl-2 genes and growth factors in
the pathology of ischemic acute renal failure. Immunol Cell Biol 1999; 77 :
279-86.
138. Cabadak H. Hücre Siklusu ve Kanser. Adnan Menderes Üni Tip Fak
Derg 2008; 3 : 51-61.
139. Vermeulen K, VanBockstaele DR, Berneman Z N. The cell cycle : a
review of regulation, deregulation and therapeutic targets in cancer. Cell
Prolif 2003; 36 : 131-49.
140. Bellamy COC. p53 and apoptosis. Br Med Bull 1996; 53 : 522-38.
141. Kirsch DG, Kastan MB. Tumor-suppressor p53: implications for tumor
development and prognosis. J Clin Oncol 1998; 16 : 3158-68.
116
142. Maddika S, Ande SR, Panigrahi S, Paranjothy T, Weglarczyk K, Zuse
A, Eshraghi M, Manda KD, Wiechec E, Los M. Cell survival, cell death and
cell cycle pathways are inter connected: Implications for cancer therapy.
Drug Resist Updat 2007; 10 : 13-29.
143. Kaldis P. The cdk-activating kinase (CAK): from yeast to mammals.
Cell Mol Life Sci 1999; 55 : 284-96.
144. DeVita Jr VT, Hellman S, Rosenberg SA. Cancer: principles and
practice of oncolgy. 5th edition: Lippincott-Raven, Philadelphia, 1997.
145. Bellamy COC. p53 and apoptosis. Br Med Bull 1996; 53 : 522-38.
146. Foster I. Cancer: A cell cycle defect. Radiography 2008; 14 : 144-9.
147. Reifenberger G, Reifenberger J, Ichimura K, et al. Amplification of
multiple genes from chromosomal region 12q13-14 in human malignant
gliomas: preliminary mapping of the amplicons shows preferential
involvement of CDK4, SAS and MDM2. Cancer Res 1994; 54 : 4299-303.
148. Güzel E, Atilla P, Dağdeviren A. Fibroblast ve Fibroblast Benzeri
Hücreler J Med Sci 2006; 26: 421-429.
149. Biyofizik Ders Notları İstanbul Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı
Genişletilmiş İkinci Baskı [online]. 2012 [cited 2012 Nov 23]. Available
from : URL : www.istanbul.edu.tr/itf/biofizik/kitap.pdf
150. Komuro T. Re-evaluation of fibroblasts and fibroblast like cells. Anat
Embryol 1990; 182 : 103-12.
117
151. Gartner LP, Hiatt JL. Connective tissue. In: Thorp D, eds. Color
Textbook of Histology. 2nd ed. Philadelphia: WB Saunders Company;
2001. p.109-28.
152. Seth W. Perry, John P. Norman, Justin Barbieri, Edward B. Brown,
and Harris A. Gelbard Mitochondrial membrane potential probes and the
proton gradient: a practical usage guide Biotechniques 2011 50 : 98–115.
153. Mazat JP, Ransac S, Heiske M, Devin A, Rigoulet M. Mitochondrial
energetic metabolism-some general principles IUBMB Life 2013 65 : 1719.
154. Mookerjee SA, Divakaruni AS, Jastroch M, Brand MD. Mitochondrial
uncoupling and lifespan Mech Ageing Dev 2010 131 : 463-72.
155. Ross MH, Kaye GI, Pawlina W. Connective Tissue. In: Scogna KH,
Cady B, eds. Histology, A Text and Atlas. 4th ed. Baltimore:
Williams&Wilkins; 2003. p.126-55.
156. http://www.scoopweb.com/Oxidative_Phosphorylation
157. Cottet-Rousselle C, Ronot X, Leverve X, Mayol JF. Cytometric
assessment of mitochondria using fluorescent probes. Cytometry A. 2011;
79 : 405-25.
158. Cécile Sauvanet, Stéphane Duvezin-Caubet, Jean-Paul di Rago,
Manuel Rojo Energetic requirements and bioenergetic modulation of
mitochondrial morphology and dynamics. Semin Cell Dev Biol 2010; 21 :
558-65.
118
159. Bras M, Queenan B, Susin SA. Programmed cell death via
mitochondria: different modes of dying. Biochemistry (Mosc) 2005; 70 :
231-9.
160. Kadenbach B, Ramzan R, Moosdorf R, Vogt S. The role of
mitochondrial membrane potential in ischemic heart failure. Mitochondrion
2011; 11 : 700-6.
161. Poyton RO, Ball KA, Castello PR. Mitochondrial generation of free
radicals and hypoxic signaling. Trends Endocrinol Metab 2009; 20 : 33240.
162. Tait F. Imaging of Apoptosis sonathan Nucl Med 2008; 49 : 15731576.
163. http://www.flixya.com/photo/1759775/ATP-synthase-complex
164. Lemasters JJ, Ramshesh VK. Imaging of mitochondrial polarization
and depolarization with cationic fluorophores. Methods Cell Biol 2007; 80 :
283-95.
165. Kann O and Kovács R. Mitochondria and neuronal activity. Am J Cell
Physiol 2007; 292 : 641-657.
166. Harris MH, Thompson CB. The role of the Bcl-2 family in the
regulation of outer mitochondrial membrane permeability. Cell Death Differ
2000; 7: 1182-91.
167. Waterhouse NJ, Green DR. Mitochondria and apoptosis: HQ or highsecurity prison? J Clin Immunol 1999; 19 : 378-87.
119
168. Wlodkowic D, Telford W, Skommer J, Darzynkiewicz Z. Apoptosis
and beyond: cytometry in studies of programmed cell death. Methods Cell
Biol 2011; 103 : 55-98.
169. Galluzzi L, Zamzami N, de La Motte Rouge T, Lemaire C, Brenner C,
Kroemer G. Methods for the assessment of mitochondrial membrane
permeabilization in apoptosis. Apoptosis 2007; 12 : 803-13.
170. Smaili SS, Hsu YT, Carvalho AC, Rosenstock TR, Sharpe JC, Youle
RJ. Mitochondria, calcium and pro-apoptotic proteins as mediators in cell
death signaling. Braz J Med Biol Res 2003; 36 : 183-90.
171. Castedo M, Ferri K, Roumier T, Métivier D, Zamzami N, Kroemer G.
Quantitation of mitochondrial alterations associated with apoptosis. J
Immunol Meth 2002 ; 265 : 39-47.
172. Rasola A, Bernardi P. The mitochondrial permeability transition pore
and its involvement in cell death and in disease pathogenesis. Apoptosis
2007; 12 : 815-33.
173. Rasola A, Bernardi P. The mitochondrial permeability transition pore
and its involvement in cell death and in disease pathogenesis. Apoptosis
2007; 12 : 815-33.
174. Iijima T, Mishima T, Tohyama M, Akagawa K, Iwao Y. Mitochondrial
membrane potential and intracellular ATP content after transient
experimental ischemia in the cultured hippocampal neuron. Neurochem Int
2003; 43 : 263-9.
175. http://odec.ca/projects/2003/saade3s/public_html/
120
176. Sumit JS and Paul WS. Tocotrienol-induced cytotoxicity is unrelated
to mitochondrial stress apoptotic signaling in neoplastic mammary
epithelial cells Biochem Cell Biol 2007; 83 : 86–95.
177. Han YH, Kim SH, Kim SZ, Park WH. Antimycin A as a mitochondrial
electron transport inhibitor prevents the growth of human lung cancer
A549 cells. Oncol Rep 2008; 20 : 689-93.
178. Lai H, Singh NP. Single- and double-strand DNA breaks in rat brain
cells after acute exposure to radiofrequency electromagnetic radiation. Int
J Rad Biol 1996; 69 : 513–521.
179. Pacini S, Ruggiero M, Sardi I, Aterini S, Gulisano F, Gulisano M.
Exposure to global system for mobile communication (GSM) cellular
phone
radiofrequency
alters
gene
expression,
proliferation,
and
morphology of human skin fibroblasts. Oncol Res 2002; 13 : 19–24.
180. Buttiglione M, Roca L, Montemurno E, Vitiello F, Capozzi V, Cibelli G.
Radiofrequency radiation (900 MHz) induces Egr-1 gene expression and
affects cell-cycle control in human neuroblastoma cells. J Cell Physiol
2007; 213 : 759–767.
181. French PW, Donnellan M, McKenzie DR. Electromagnetic radiation at
835 MHz changes the morphology and inhibits proliferation of a human
astrocytoma cell line. Bioelectrochem and Bioenerg 1997; 43 : 13–18.
182. Luukkonen J, Hakulinen P, Mäki-Paakkanen J, Juutilainen J, Naarala
J. Enhancement of chemically induced reactive oxygen species production
and DNA damage in human SH-SY5Y neuroblastoma cells by 872 MHz
radiofrequency radiation. Mutat Res 2009 ; 662 : 54–8.
121
183. Ballardin M, Tusa I, Fontana N, Monorchio A, Pelletti C, Rogovich A,
Barale R, Scarpato R. Non-thermal effects of 2.45 GHz microwaves on
spindle assembly, mitotic cells and viability of Chinese hamster V–79 cells.
Mutat Res 2011; 716 : 1–9. 2011.
184. Zhao TY, Zou SP, Knapp PE. Exposure to cell phone radiation upregulates apoptosis genes in primary cultures of neurons and astrocytes.
Neurosci Lett 2007; 412 : 34–8.
185. Joubert V, Bourthoumieu S, Leveque P, Yardin C. Apoptosis is
induced by radiofrequency fields through the caspase- independent
mitochondrial pathway in cortical neurons. Radiat Res 2008; 169 : 38-45.
186. Buttiglione M, Roca L, Montemurno E, Vitiello F, Capozzi V, Cibelli G.
Radiofrequency radiation (900 MHz) induces Egr–1 gene expression and
affects cell-cycle control in human neuroblastoma cells. J Cell Physiol
2007; 213 : 759–67.
187. Hoyto A, Luukkonen J, Juutilainen J, Naarala J. Proliferation,
oxidative stress and cell death in cells exposed to 872 MHz
radiofrequency radiation and oxidants. Rad Res 2008; 170 : 235–243.
188. Caraglia M, Marra M, Mancinelli F, D’Ambrosio G, Massa R,
Giordano A, Budillon A, Abbruzzese A, Bismuto E. Electromagnetic fields
at mobile phone frequency induce mapoptosis and inactivation of the
multi-chaperone complex in human epidermoid cancer cells. Journal of
Cellular Physiology 2005; 204 : 539–548.
122
189. Zhou XR, Yuan HP, Qu W, Ma CY, Li HY, Wang Y. The study of
retinal ganglion cell apoptosis induced by different intensities of microwave
irradiation. Ophthalmologica 2008; 222 : 6–10.
190. Palumbo R, Brescia F, Capasso D, Sannino A, Sarti M, Capri M,
Grassilli E, Scarfı` MR. Exposure to 900 MHz radiofrequency radiation
induces caspase-3 activation in proliferating human lymphocytes. Rad Res
2008; 170 : 327–334.
191. Marinelli F, La Sala D, Cicciotti G, Cattini L, Trimarchi C, Putti S,
Zamparelli A, Giuliani L, Tomassetti G, Cinti C. Exposure to 900 MHz
electromagnetic field induces anunbalance between pro-apoptotic and
pro-survival signals in T-lymphoblastoid leukemia CCRF-CEM cells. J Cell
Physiol 2004; 198 : 324–332.
192. Maeda K, Maeda T, Qi Y. In vitro and in vivo induction of human
LoVo cells into apoptotic process by non-invasive microwave treatment: A
potentially novel approach for physical therapy of human colorectal
cancer. Oncol Rep 2004; 11 : 771–775.
193. Markkanen A, Penttinen P, Naarala J, Pelkonen J, Sihvonen AP,
Juutilainen J. Apoptosis induced by ultraviolet radiation is enhanced by
amplitude modulated radiofrequency radiation in mutant yeast cells.
Bioelectromagnetics 2004; 25 : 127–133.
194. Sandrine S, Alexandra M, Gilles R, Florence PG, Isabelle L,
Emmanuelle H, Bernard B, Maguy L, Bernard V. Human skin cell stress
response to GSM–900 mobile phone signals. In vitro study on isolated
primary cells and reconstructed epidermis. FEBS J 2006; 273 : 5491-507.
123
195. Gurisik E, Warton K, Martin DK, Valenzuela SM. An in vitro study of
the effects of exposure to a GSM signal in two human cell lines: monocytic
U937 and neuroblastoma SK-N-SH. Cell Biol Int 2006; 30 : 793-9.
196. Lantow M, Viergutz T, Weiss DG, Simko´ M. Comparative study of
cell cycle kinetics and induction of apoptosis or necrosis after exposure of
human mono mac 6 cells to radiofrequency radiation. Rad Res 2006; 166 :
539–543.
197. Moquet J, Ainsbury E, Bouffler S, Lloyd D. Exposure to low level
GSM 935 MHZ radiofrequency fields does not induce apoptosis in
proliferating or differentiated murine neuroblastoma cells. Rad Protect
Dosimetry 2008; 131:287–296.
198. Kwee S, Raskmark P. Changes in cell proliferation due to
environmental
nonionizing
radiation
2.
Microwave
radiation.
Bioelectrochem Bioenerg 1998; 44 : 251–5.
199. Pacini S, Ruggiero M, Sardi I, Aterini S, Gulisano F, Gulisano M.
Exposure to global system for mobile communication (GSM) cellular
phone
radiofrequency
alters
gene
expression.
proliferation,
and
morphology of human skin fibroblasts. Oncol Res 2002; 1 : 19-24.
200. Czyz J, Guan K, Zeng Q, Nikolova T. High frequency electromagnetic
fields (GSM signals) affect gene expression levels in tumor suppressor
p53-deficient embryonic stem cells. Bioelectromagnetics 2004 ; 25 : 296–
307.
124
201. Kwee S, Raskmark P, Velizarov P. Changes in cellular proteins due
to
environmental
nonionizing
radiation.
I.
Heat-shock
proteins.
Electromagn Biol Med 2001; 20 : 141–52.
202. Leszczynski D, Joenväärä S, Reivinen J, Kuokka R. Non-thermal
activation of the hsp27/ p38MAPK stress pathway by mobile phone
radiation in human endothelial cells: molecular mechanism for cancer- and
blood–brain barrier-related effects. Differentiation 2002; 70 : 120–9.
203. Shallom JM, Di Carlo AL, Ko D, Penafiel LM, Nakai A, Litovitz TA.
Microwave exposure nduces Hsp70 and confers protection against
hypoxia in chick embryos. J Cell Biochem 2002 ; 86 : 490–6.
204. Kumar V, Abbas AK, Fausto N. Cellular adaptations, cell injury, and
cell death. In Kumar V, Abbas AK, Fausto N, editors. Pathologic basis of
disease. Philadelphia, Pennsylvania: Elsevier Saunders, 2005:3-46.
205. Erdoğan BB. Apoptozis mekanizmaları: tümör gelişiminde fas-fasl
bağımlı apoptozis. Akciğer Arşivi 2003; 4: 165-174.
206. Hıkım A P S, Wang C, Leung A R, Swerdloff S Involvement of
apoptosis in the induction of germ cell degeneration in adult rats after
gonadotropin-releasing hormone antagonist treatment. Endocrinol 1995;
136 : 2770-2775.
207. Mcphie D L, Coopersmith R, Peralta A H, Chen Y, Ivins K J, Manly S
P, Kozlowski M R, Neve K A, Neve R L DNA synthesis and neuronal
apoptosis caused by familial alzheimer disease mutants of the amyloid
precursor protein are mediated by the p21 activated kinase PAK3. The J
Neurosci 2003; 23 : 6914–6927.
125
208. Kadenbach B, Arnold S, Lee I, Hüttemann M. The possible role of
cytochrome c oxidase in stress-induced apoptosis and degenerative
diseases. Biochim Biophys Acta 2004; 1655 : 400-8.
209. Castedo M; Karine F Ferri; Thomas Roumier; Didier Métivier; Naoufal
Zamzami; Guido Kroemer Quantitation of mitochondrial alterations
associated with apoptosis. J Immunol Meth 2002; 265 : 39-47.
210. Atagün G, Eren Z, Gürkanlı İ. Apoptoziste Mitokondrinin Rolü. Türk
Bilimsel Derlemeler Dergisi 2011; 4: 49-53.
211. Kumar V, Abbas AK, Fausto N. Cellular adaptations, cell injury, and
cell death. In: Kumar V, Abbas AK, Fausto N. Robbins and Cotran
Pathologic Basis of Disease. 7th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders,
2005. p.3-46.
212. Hu, X. Proteolytic signaling by TNFα: caspase activation and IB
degradation. Cytokine 2003; 2: 286-294.
213. Chang HY. and Yang X. Proteases for Cell Suicide: functions and
Regulation of Caspases. Microbiol Mol Biol Rev 2000; 64: 821-846.
126
10. EK: Elektrik Alan – Manyetizma Formülleri
Elektrik alanındaki parçacığın
ivmesi
Ampere yasası
Biot-Savart yasası
Silindirik yüzeylerin sığası
(kapasitansı)
Paralel yüzeylerin sığası
(kapasitansı)
Nokta yükte elektrostatik
potansiyel enerji değişikliği
Potansiyel değişikliği
İletken bantta akım
Elektrik akımı
Elektromanyetik dalgalarda
elektrik alanı/manyetik alan
ilişkisi
Halka yükün eksenindeki elektrik
alanı
Elektriksel akı tanımı
127
EMF (elektromotiv kuvvet)
tanımı
Gauss yasası
Akım halkasının manyetik dipol
momenti
Bobin içindeki manyetik alan
Manyetik akı tanımı
Hareket eden yükteki manyetik
kuvvet
Maxwell denklemi, Faraday
yasası
Maxwell denklemi, Gauss yasası
Yük taşıyıcıların sayı yoğunluğu
Ohm yasası
Çizgisel şarj potansiyeli
Poynting vektörü
Direnç, rezistans
Bobinin self-indüktansı
128
Akım halkasının torku
Voltaj denklemi
Manyetik alan için dalga
denklemi
Yukawa potansiyeli
129
11. TEŞEKKÜR
Görüşlerinden yararlandığım ve çalışmam süresince bana
büyük destek veren danışman hocam ve ABD başkanımız Sayın Prof. Dr.
Nesrin SEYHAN’a
Laboratuvarlarındaki
imkânları
kullanmam
konusunda
hertürlü desteği veren Hematoloji bölümü Öğr. Üyesi Sayın Prof. Dr. Münci
YAĞCI ve İmmünoloji bölümü Öğr. Üyesi Sayın Prof. Dr. Ümit
BAĞRIAÇIK’a,
Çalışmalarım sırasında maddi ve manevi yardımlarını
esirgemeyen Sayın Doç. Dr. Ayşe Canseven KURŞUN’a,
Hücre kültürlerini temin eden Sayın Doç. Dr. Dr. Duygu Özel
DEMİRALP’e
RF sistemini çalışmam süresince bana tahsis eden Sayın
Yrd. Doç. Dr Bahriya SIRAV’a,
Akım
sitometri
kullanımı
konusunda
yardımlarını
esirgemeyen değerli arkadaşım Dr. Handan KAYHAN’a, hücre kültürü
hazırlama
ve
Eliza
kullanımı
konularında
destekleri
olan
sevgili
arkadaşlarım Uzman Sanem GÖKÇEN ve Didem Bostan YALÇINKAYA’ya
ve SAR simülasyonlarında yardımcı olan değerli arkadaşım Araştırma
Görevlisi Mehmed Zahid TÜYSÜZ’e,
Teşekkürlerimi sunuyorum.
Meriç Arda EŞMEKAYA
130
12. ÖZGEÇMİŞ
Adı-Soyadı
: Meriç Arda Eşmekaya
Dogum tarihi ve yeri : 19.08.1982 ANKARA
Uyruğu
: T.C.
Medeni durumu
: Bekar
İletişim adresi
: Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Dekanlık Binası
Biyofizik Anabilim Dalı 06500 Beşevler / ANKARA
Tel
: 0312 2024772
e-posta
: [email protected]
Lisans
: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü İzmir, 2006
Yüksek Lisans
:Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim
Dalı, Ankara, 2009
Araştırma Konuları
Radyofrekans Radyasyonun Biyolojik Sistemler Üzerindeki Etkileri
Elektromanyetik (EM) Kirlilik
Elektron Mikroskobu
Apoptozis
Ulusal Üyelikler
Türk Biyofizik Derneği
Moleküler Kanser Araştırma Derneği
131
YAYIN LİSTESİ
Uluslararası Yayınlar
M. Arda Eşmekaya, Nesrin Seyhan, Suna Ömeroğlu (2010) Pulse
modulated 900 MHz radiation induces hypothyroidism and apoptosis in
thyroid cells: A light, electron microscopy and immunohistochemical study
International Journal of Radiation Biology 86(12):1106-16
M. Arda Eşmekaya, Çiğdem Özer, Nesrin Seyhan (2011) Effects of 900
MHz Pulse Modulated Radiofrequency Radiation on Heart, Lung, Testis
and Liver tissues Oxidant and Antioxidant Levels General Physiology and
Biophysics 30(1);84-89
Meric Arda Esmekaya, Ebru Aytekin, Elcin Ozgur, Göknur Güler Öztürk,
Mehmet Ali Ergun, Suna Ömeroğlu, Nesrin Seyhan (2011). Mutagenic and
morphologic impacts of 1.8 GHz Radiofrequency Radiation on human
peripheral bloodlymphocytes (hPBLs) and possible protective role of pretreatment with Ginkgo Biloba (EGb 761). Science of the Total
Environment, 410(59-64).
Meric A. Esmekaya, S. Ipek Acar, Fadime Kıran, Ayşe G. Canseven,
Ozlem osmanagaoglu, Nesrin Seyhan (2013). Effects of ELF Magnetic
Field in combination with Iron (III) Chloride (FeCl3) on cellular growth and
surface morphology of Escherichia coli (E. Coli). Applied Biochemistry and
Biotechnology (baskıda)
132
Ulusal Yayınlar
M. Arda Eşmekaya, Bahriye Sırav, Çiğdem Özer, Nesrin Seyhan (2011)
1800 MHz Frekansındaki Puls Modülasyonlu Radyofrekans Radyasyonun
Sıçanların Beyin Dokusundaki Oksidan ve Antioksidan Düzeyler Üzerine
Etkisi Gazi Medical Journal
Uluslararası Bildiriler
MA Eşmekaya, A Canseven Kurşun, N Seyhan Effects of microwave
radiation on mitochondrial membrane potential (∆Ψm) disruption. 4th
International Congress on Cell Membranes and Oxidative Stress: Focus
on Calcium Signaling and TRP Channels Isparta
MA Esmekaya, E Aytekin, E Ozgur, G Güler Öztürk, MA Ergun, N
Seyhan, 2012. Effects of ginkgo biloba (EGb 761) treatment on 2.1 GHz
microwave radiation induced mutagenicity in human lymphocytes, 4th
International Congress on Cell Membranes and Oxidative Stress: Focus
on Calcium Signaling and TRP Channels Isparta
M. Arda Eşmekaya, Ayse G. Canseven, Nesrin Seyhan Effects of
Extremely Low Frequency (ELF) Magnetic Fields and Ferric Chloride
(FeCl3) treatment on the Hemolytic Activity of Human Red Blood Cells
(hRBCs)
6th
Electromagnetic
International
Fields
Workshop
Bodrum,
on
TURKEY
Biological
10–14
Effects
October
of
2010
Manuscript p 67-68
M. Arda Eşmekaya, Ayse G. Canseven, Engin Yücel, Zuhal Aktuna,
Semih Keskil, Nesrin Seyhan Effects of Cell Phone Radiation on Oxidant
and Antioxidant status in epileptic mouse model 3rd International
Congress on Cell Membranes and Oxidative Stress: Focus on Calcium
133
Signaling and TRP Channels Isparta, TURKEY 22-27 June 2010 Abstract,
p 45
M. Arda Eşmekaya, Bahriye Sırav, Çiğdem Özer, Nesrin Seyhan Do NonThermal Electromagnetic Fields cause Nitrosative Stress in male and
female rats? 3rd International Congress on Cell Membranes and Oxidative
Stress: Focus on Calcium Signaling and TRP Channels Isparta, TURKEY
22-27 June 2010 Abstract, p 44-45
M. Arda Eşmekaya, Nesrin Seyhan, Suna Ömeroğlu (2009) Effects of
900 MHz Pulse Modulated Radiofrequency Radiation on Thyroid Gland.
2nd International Biophysics Congress and Biotechnology at GAP,
Diyarbakır, TURKEY 04–09 October 2009 Abstract, p 7
Ulusal Bildiriler
Ayse G. Canseven, Meric Arda Esmekaya, Sanem Gökçen, Münci Yağcı
Nesrin Seyhan UV-B Radyasyon Uygulamasının İnsan Kan Lenfositlerinde
Hucre Canlılığı Uzerindeki Etkisi 24. Ulusal Biyofizik Kongresi 25-28 Eylül
2012 İstanbul
Meriç Arda Eşmekaya, Ayşe G. Canseven, Nesrin Seyhan 2.1 GHz
Frekansındaki Mikrodalga Işımasının Meme Fibroblast Hucreleri Apoptotik
Aktiviteleri, Hucre Canlılığı ve Mitokondri Membran Potansiyeli Uzerindeki
Etkileri Ulusal Biyofizik Kongresi 25-28 Eylül 2012 İstanbul
M Arda. Eşmekaya, Ebru Alp, H. İlke Önen, Bahriye Sırav, Ayşe G.
Canseven, Sevda Menevşe, Nesrin Seyhan 1.8 GHz Frekanslı Modüleli
Radyofrekans (RF) Radyasyon ve Demir (III) Klorür Uygulamasının Burkitt
Lenfoma (Raji) Hücre Hattındaki Etkilerinin Araştırılması Emanet 2011
Elektromanyetik Alanlar ve Etkileri Sempozyumu, 7-8 Ekim 2011, İstanbul
134
M. Arda EŞMEKAYA, Handan Kayhan, Ayşe G. Canseven, Münci Yağcı,
Nesrin Seyhan (2011) Gemsitabin, Demir (III) Klorür ve ELF Manyetik Alan
Uygulamasının İnsan Lenfosit Hücreleri Apoptotik Aktiviteleri Üzerine
Etkisi Emanet 2011 Elektromanyetik Alanlar ve Etkileri Sempozyumu, 7-8
Ekim 2011, İstanbul
M. Arda Eşmekaya, Ayşe G. Canseven, S. Ipek Acar, Fadime Kıran,
Özlem Osmanağaoğlu,
Nesrin Seyhan (2011) 50 Hz Frekansındaki
Oldukça Düşük Frekanslı (ELF) Manyetik Alanların Escherichia coli (E.
coli) Hücre Canlılığı ve Morfolojisi Üzerindeki Etkisi 23. Ulusal Biyofizik
Kongresi, Edirne, 13–16 Eylül 2011 Sayfa 71
M. Arda Eşmekaya, Ayşe G. Canseven, Engin Yücel, Zuhal Aktuna,
Semih
Keskil,
Nesrin
Seyhan
(2011)
Deneysel
Olarak
Epilepsi
Oluşturulmuş Fare Beyninde Radyofrekans Radyasyonun Nitrik Oksit
Düzeyi Üzerine Etkisi. 10. Ulusal Sinirbilim Kongresi, İstanbul, 9–12 Nisan
Sayfa 207.
M. Arda Eşmekaya, Mehmet Ali Ergun, Elçin Özgür Büyükatalay, Göknur
Güler Öztürk, Suna Ömeroğlu, Nesrin Seyhan (2010) Modülasyonlu
Radyofrekans Radyasyon uygulamasının İnsan Kan Lenfositleri üzerindeki
Mutagenetik Etkileri. 22. Ulusal Biyofizik Kongresi, Aydın, 28 Eylül- 1 Ekim
M. Arda Eşmekaya, Bahriye Sırav, Çiğdem Özer, Nesrin Seyhan (2010)
Termal olmayan düzeydeki Radyofrekans Alanlarin beyin dokusundaki
Oksidan ve Antioksidan değerler üzerine etkisi. 9. Ulusal Sinirbilim
Kongresi, İstanbul, 13–17 Nisan Sayfa 230–231
M. Arda Eşmekaya, Çiğdem Özer, Nesrin Seyhan (2009) Sıçanlarda 900
MHz Radyofrekans Radyasyonun oluşturduğu Elektromanyetik Alanın
135
Karaciğer, Testis, Akciğer ve Kalp dokularındaki Oksidatif Etkisi. Türk
Fizyolojik Bilimler Derneği 35. Ulusal Kongresi, Ankara, 30 Eylül- 3 Ekim
Sayfa 169
Katılınan Bilimsel Toplantılar
24. Ulusal Biyofizik Kongresi, İstanbul, 25–28 Eylül 2012
Emanet 2011 Elektromanyetik Alanlar ve Etkileri Sempozyumu, İstanbul
7–8 Ekim 2011
23. Ulusal Biyofizik Kongresi, Edirne, 13–16 Eylül 2011
Science update: cell phones and health, İstanbul, Kadir Has University
2011
10. Ulusal Sinirbilim Kongresi, İstanbul, 9–12 Nisan 2011
22. Ulusal Biyofizik Kongresi, Aydın, 28 Eylül- 1 Ekim 2011
9. Ulusal Sinirbilim Kongresi, İstanbul, 13–17 Nisan 2010
2nd International Biophysics Congress and Biotechnology at GAP,
Diyarbakır, 04–09 October 2009
Türk Fizyolojik Bilimler Derneği 35. Ulusal Kongresi, Ankara, 30 Eylül- 3
Ekim 2009
“Mechanisms for Interaction Between RF Fields and Biological Tissue”
(Prof. Dr. Lawrie Challis), NATO-RTA Semineri, Gazi Biyofizik Abd ve
GNRK, 8–9 Mayıs 2008, Gazi Tıp 6. Kat Dekanlık Toplantı Salonu, Ankara
136
“Mechanisms
for
Interaction
Between
RF
Fields
and
Biological
Tissue” (Prof. Dr. James C. Lin), NATO-RTA Semineri, Gazi Biyofizik Abd
ve GNRK, 5–7 Mayıs 2008, Gazi Tıp 6. Kat Dekanlık Toplantı Salonu,
Ankara.
“Biophysical Mechanism of Interaction and Dosimetry: RF and ELF Fields”
(Prof.Dr. Kenneth Foster), NATO-RTA Semineri, Gazi Biyofizik Abd ve
GNRK, 10–12 Mart 2008, Gazi Tıp 6. Kat Dekanlık Toplantı Salonu,
Ankara.
"Experimental Exposure Systems for in vivo, in vitro and Volunteer
Studies" (Dr.Andreas BITZ), NATO-RTA Semineri, Gazi Biyofizik Abd ve
GNRK, 01–05 Ekim 2007, Gazi Tıp 6. Kat Dekanlık Toplantı Salonu,
Ankara.
"İşçi Sağlığı ve İş Güvenliğinde Risk Değerlendirmesi ve Eğitimi" Seminer,
Ankara, 12 Mayıs 2007.
Katılınan Kurslar
"Nöroglia Kursu" (Alexei Verkhratsky), 10. Ulusal Sinirbilimleri Kongresi,
9–12 Nisan 2011, İstanbul Üniversitesi - İstanbul
"Deney Hayvanları Uygulama ve Etik Kursu" : Gazi Üniversitesi Laboratuar
Hayvanları Yetiştirme ve Deneysel Araştırmalar Merkezi (GÜDAM) 11–13
Nisan 2007, Gazi Üniversitesi - Ankara
"Elektorfizyoloji Kursu" (Prof. Dr. Kemal Türker), 9. Ulusal Sinirbilimleri
Kongresi, 13–17 Nisan 2010, Yeditepe Üniversitesi - İstanbul
137
"Sinir Sistemi Görüntüleme Kursu" (Prof. Dr. Mehmet Bilgen), 9. Ulusal
Sinirbilimleri Kongresi, 13–17 Nisan 2010, Yeditepe Üniversitesi - İstanbul
138