Pulsed electromagnetic field at 9.71 GHz increase free radical production in yeast (Saccharomyces cerevisiae)

Potential human health hazards have been reported after exposure to electromagnetic fields at low power density. Increased oxidative stress has been suggested as a potential mechanism involved in long-term effect of such exposure. In the present work, yeast cultures were exposed for 20 min to a 9.71 GHz pulsed electromagnetic field at specific absorption rates (SAR) from 0.5 W/kg to 16 W/kg. Oxidative perturbations were investigated using ESR spin trapping experiments and their impacts on membrane fluidity were assessed using spin label five nitroxide stearate. The experiments using the water-soluble spin trap α-(4-pyridyl-1-oxide)-N-t-butylnitrone and the lipid-soluble N-tert-Butyl-α-phenylnitrone showed an increase of spin adduct production both in low power density exposure (SAR < 4 W/kg) and in thermal conditions (SAR > 4 W/kg). The membrane fluidity diminutions after exposure in all the conditions were consistent with lipid peroxidation. The overall results suggest an increase of the free radical production in the intra cellular compartment; however no effect on the yeast vitality was found.

RésuméL’un des possibles mécanismes avancé dans l’explication de potentiels effets délétères des champs électromagnétique impliquerait une augmentation de la production radicalaire. Dans ce travail, cette hypothèse a été explorée pour des champs de radiofréquence bande X (fréquence radar prédominante).Des cultures de levures ont été exposées durant 20 minutes à un champ électromagnétique de 9,71 GHz à des valeurs de débit d’absorption spécifique (DAS) allant de 0,5 W/kg à 16 W/kg. La production radicalaire et ses conséquences sur la fluidité membranaire ont été explorées par résonance paramagnétique électronique (RPE), respectivement par la méthode piégeage de spin et de marquage de spin. Une augmentation de la production radicalaire a pu être mise en évidence aussi bien dans le compartiment aqueux (spin trap α-(4-pyridyl-1-oxide)-N-t-butylnitrone), que dans le compartiment lipidique (spin trapN-tert-Butyl-α-phenylnitrone) et ce, pour des puissances non thermiques (DAS < 4 W/kg) et thermiques (DAS > 4 W/kg). Dans ces mêmes conditions l’observation d’une baisse de la fluidité membranaire peut concorder avec une peroxydation lipidique.L’ensemble des résultats semble suggérer une augmentation de la production radicalaire dans le compartiment intracellulaire ; cependant, aucun effet sur la viabilité cellulaire n’a pu être observé.