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 : mericarda@yahoo.com 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