Neues von Berenis (22): September 2020 (Forschung)

H. Lamarr @, München, Montag, 05.10.2020, 21:58 (vor 850 Tagen)

Im Zeitraum Ende Oktober 2019 bis Mitte Januar 2020 wurden 71 neue Publikationen identifiziert, von denen zehn von Berenis vertieft diskutiert wurden. Fünf davon sind gemäss den Auswahlkriterien besonders relevant, sie wurden zur Bewertung ausgewählt.

Experimentelle Tier- und Zellstudien

Hochfrequente elektromagnetische Felder und Spermien von Mäusen (Houston et al. 2019)
In der Studie von Houston et al. (2019) wurden Effekte eines hochfrequenten Feldes auf die Spermienqualität und das Hodengewebe von adulten männlichen Mäusen (C57BL/6) untersucht. Die Mäuse wurden dabei freilaufend in Käfigen exponiert (905 MHz, Ganzkörperexposition von 2,2 W/kg, 12 Std/Tag für 1, 3 und 5 Wochen). Das Hodengewebe wurde histologisch untersucht und oxidativer Stress sowie die Entstehung von Sauerstoffradikalen mittels Durchflusszytometrie analysiert. DNS-Schädigungen wurden mittels Kometenanalyse und DNS-Schäden durch Oxidation mittels Immunfluoreszenz bestimmt. Weiterhin wurden funktionelle Parameter wie Fortbewegung, Vitalität und Befruchtungsfähigkeit der Spermien bei HF-EMF- und schein-exponierten Tieren in vitro analysiert. Zudem wurden Veränderungen in der frühen Embryonalentwicklung untersucht.

Die Ergebnisse zeigen eine verminderte Lebensdauer und Fortbewegung von reifen Spermien, aber keine histopathologischen Veränderungen des Hodengewebes. Nach einer Woche HF-EMF-Exposition wurde zudem eine erhöhte Produktion von mitochondrialen Sauerstoffradikalen in den Spermien beobachtet, sowie eine erhöhte DNS-Oxidation und Fragmentierung der Spermien-DNS (Einzelstrangbrüche) bei allen drei Expositionszeiten, wobei der stärkste Effekt bei der längsten Expositionsdauer von 5 Wochen gemessen wurde. [...] Thermische Wirkungen können aufgrund der starken Ganzkörperexposition nicht ausgeschlossen werden.

Experimentelle Humanstudien

Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf den Schlaf bei gesunden älteren Männern und Frauen (Danker-Hopfe et al. 2020)
Ziel der Studie von Danker-Hopfe et al. (2020) war es, die Auswirkungen der HF-EMF-Exposition auf die Makrostruktur (Schlafstadien und Struktur) des Schlafs von älteren Menschen (Männer und Frauen im Alter von 60 bis 80 Jahren) zu untersuchen und zu prüfen, ob es geschlechtsspezifische Auswirkungen gibt. Je 30 Männer und Frauen wurden für 30 Minuten vor dem Schlafen und während der ganzen Nacht (7,5 Stunden) zwei Arten von Feldern und einer Kontrollbedingung ohne Feld ausgesetzt: GSM900 (Global System for Mobile Communications; Trägerfrequenz 915 MHz, Modulation 217 Hz, Duty Cycle 0,125, maximaler SAR 2 W/kg) und Tetra (Terrestrial Trunked Radio; Trägerfrequenz 385 MHz, Modulation 17,6 Hz, Duty Cycle 0,25, maximaler SAR 6 W/kg). Die Studie erfolgte doppelblind und randomisiert. Pro Proband/in wurden je 9 Nächte (3 Blöcke mit 3 Bedingungen) registriert. GSM900- und Tetra-Exposition führten zu einer Reduktion von sogenannten «Arousals» (d.h. kurzzeitige Aufwachreaktionen), sowie zu einer kürzeren Latenz zum Tiefschlaf und subjektiv zu weniger Wachzeit nach dem Einschlafen. Die Auswirkungen der HF-EMF-Exposition waren geschlechtsabhängig (mehr signifikante Effekte bei Frauen) und unterschiedlich für die GSM900- und Tetra-Exposition.

Es zeichnete sich jedoch keine Dosis-Wirkungsbeziehung ab. Tetra-Strahlung hatte eine höhere Intensität und dringt aufgrund der tieferen Frequenz tiefer in das Gehirn ein. Unabhängig vom Geschlecht deuten die beobachteten Effekte von HF-EMF-Exposition jedoch nicht auf eine schlafstörende Wirkung hin und könnten im Gegenteil als schlaffördernd im Sinne eines konsolidierteren Schlafs interpretiert werden.

Epidemiologische Studien

Mobiltelefonnutzung, Schilddrüsentumoren und Gen-Umweltinteraktionen: Ergebnisse einer Fall-Kontrollstudie in den USA (Luo et al. 2020)
In der Fall-Kontrollstudie von Luo et al. (2020) wurde ein möglicher Zusammenhang zwischen Mobiltelefonnutzung und Schilddrüsentumoren untersucht. Die Schilddrüse befindet sich im Hals unterhalb des Kehlkopfes und ist damit beim Telefonieren relativ nahe am Mobiltelefon. Schilddrüsenhormone spielen eine wichtige Rolle für Wachstum und Entwicklung sowie bei Stoffwechselprozessen im Körper. In die Studie eingeschlossen wurden alle noch lebenden Patienten, welche zwischen 2010 und 2011 in Connecticut mit Schilddrüsentumoren diagnostiziert wurden. Kontrollpersonen im gleichen Alter (±5 Jahre) und Geschlecht wurden mittels zufälliger Telefonnummernwahl aus der Bevölkerung ausgewählt. Daten zum Mobiltelefongebrauch und relevante Störvariablen wurden mittels persönlicher Interviews erhoben. Insgesamt nahmen 498 Kontrollpersonen (62% Partizipationsrate) sowie 462 Patienten (66%) zwischen 21 und 84 Jahren an der Studie teil. Die Hauptergebnisse der Studie wurden bereits in einer früheren Publikation berichtet (Luo et al. 2019)1. Dabei wurde kein Zusammenhang mit Mobiltelefonnutzung festgestellt, aber ein tendenziell nicht-signifikant erhöhtes Risiko für Vielnutzer gefunden.

In der neuen Publikation (Luo et al. 2020) wurden nun mögliche Gen-Umweltinteraktionen untersucht. Dazu wurden 823 genetische Varianten (Polymorphismen) von 176 Genen aus Regionen, welche in die DNS-Reparatur involviert sind, analysiert. Keine der untersuchten Polymorphismen war mit dem Auftreten von Schilddrüsentumoren assoziiert. Zehn Polymorphismen in insgesamt sieben verschiedenen Genen zeigten eine statistisch signifikante (p<0.01) Interaktion mit Mobilfunknutzung und Schilddrüsentumoren.

Diese Studie verfolgt einen interessanten Ansatz, um ein besseres Verständnis zur Krankheitsentstehung durch HF-EMF zu bekommen. Es fehlt jedoch eine Konfirmationsanalyse, wie dies in vergleichbaren genetischen Studien üblich ist. Zehn signifikante Ergebnisse bei insgesamt 1646 statistischen Tests sind weniger als zufällig zu erwarten sind und es bleibt deshalb unklar, ob die beobachteten Gen-Umweltinteraktionen wirklich kausal sind. [...]

Dosimetrische Studien

Optimierung von 5G-Netzwerken hinsichtlich deren Exposition (Matalatala et al. 2019)
Die vorliegende Studie verwendet Methoden für die Optimierung zur Auslegung von 5G Netzwerken mit adaptiven Antennen («massive MIMO») bezüglich Standort und Belegung, die gleichzeitig einen minimalen Energiekonsum, eine minimale Exposition gegenüber ‘Downlink’3 und ‘Uplink’4 aufweisen und eine maximale Abdeckung erreichen. Als Anwendungsbeispiel wurde ein Vorortsgebiet von Gent in Belgien untersucht. Dazu wurde ein Studiengebiet mit einem sogenannten Multi-Zellen Netzwerk ausgelegt. Jede Zelle enthält dabei eine Basisstationsantenne mit mehreren Antennenelementen. Für den Betrieb des Netzes wurden realistische Kommunikations-Szenarien simuliert. Es wurde eine Dosis berechnet, welche die Expositionsdauer multipliziert mit der SAR im Körper bei maximalem Betrieb aller Antennenelemente darstellt. Die Studie ergab, dass bei Verwendung einer höheren Anzahl von Antennenelementen pro Basisstation die Anzahl der nötigen Basisstationen für ein Netzwerk mit adaptiven Antennen abnimmt. Dies wiederum führt zu einer Abnahme der ‘Downlink’-Exposition (–12% für die elektrische Feldstärke und –32% für die ‘Downlink’ Dosis) und zu einer Zunahme in der ‘Uplink’-Dosis (+70%), wobei ‘Uplink’- und ‘Downlink’-Dosis mit der Anzahl gleichzeitiger Benutzer ansteigt. Für das betrachtete Gebiet ergab sich ein optimales ‘massive MIMO’ Netzwerk bestehend aus 37 Basisstationen mit je 64 Antennenelementen. Bei dieser Auslegung ergab sich zudem eine 5-fach tiefere Exposition durch den ‘Downlink’ als beim 4G Referenzszenario. [...]

Spezifizierung der Grenzwerte für mm-Wellen (Neufeld et al. 2020)
In ihrem Brief in Bioelectromagnetics weisen Neufeld et al. (2020) auf mögliche Verletzungen der momentanen HF-EMF-Richtlinien hin, wenn der Hauptstrahl von Antennen sehr kurze Pulse (1 ms und weniger) hat oder sehr stark gebündelt ist (1 mm). Es wird argumentiert, dass in diesem Fall eine zehnfache Temperaturerhöhung im Vergleich zur Exposition gegenüber einer Ebenen Welle mit derselben gemittelten Leistung auftreten kann. Weiter wird ausgeführt, dass im Falle von gepulsten schmalen ‘beams’ gemäss den vorgeschlagenen Guidelines noch extremere Temperaturerhöhungen auftreten können. Die Autoren verlangen in ihren Schlussfolgerungen, dass die Grenzwerte von der Pulsdauer abhängig sein müssen um die Benutzer von Mobilfunkgeräten, die im Frequenzbereich von 6 bis zu 30 GHz funktionieren, vor grösseren als den durch die Richtlinien erlaubten Temperaturerhöhungen zu schützen.

Die Aussagen beruhen auf Simulationsdaten, die nebst den elektromagnetischen Feldern auch ein Modell für die Thermoregulation der Haut beinhalten. Damit sind auch einige Grundannahmen über physiologische Reaktionen in den Modellen vorhanden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ausführungen für Quellen im Frequenzbereich von 6 bis 30 GHz gelten, die nah am Körper betrieben werden. Nur in diesen Situationen sind die beschriebenen Expositionsszenarien denkbar. Inwiefern sie aber für zukünftig existierende Geräte praktisch relevant sind ist noch zu zeigen. Offensichtlich ist, dass die momentan geltenden Richtlinien nicht alle theoretisch möglichen Fälle von Expositionsszenarien einbeziehen. Dies sollte in der nächsten Überarbeitung der Richtlinien berücksichtigt werden oder durch eine Zusatzklausel geregelt werden, falls solche Expositionssituationen in Zukunft tatsächlich
auftreten können.

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Jedes komplexe Problem hat eine Lösung, die einfach, naheliegend, plausibel – und falsch ist.
– Frei nach Henry Louis Mencken (1880–1956) –

Tags:
Oxidativer-Stress, Bafu, BERENIS, Tierstudie, Zellstudie, Adaptive Antennen

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