Langzeit-Exposition bei 835 HF-RMF ruft Hyperaktivität, Autophagie und Demyelinierung bei kortikalen Neuronen der Maus hervor.

Die Belastung mit Mobilfunkstrahlung nimmt weltweit zu. Die Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem (ZNS) sind hierbei von besonderem Interesse, da die Nutzung von Mobiltelefonen oftmals einen engen Kontakt am Kopf und damit eine unmittelbare Belastung beinhaltet. Die hier vorgestellte Studie beschäftigt sich mit der Wirkung von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (HF-EMF) auf die Neuronen der Hirnrinde. Die Hirnrinde ist eine hochentwickelte Region des menschlichen Gehirns, die den größten Teil der eigentlichen Informationen verarbeitet. Dies beinhaltet sensorische Funktionen (z.B. Hören, Sehen Riechen, Tasten) sowie kognitive Funktionen (z.B. Denken, gedächtnisbezogene Problemlösung, Sprachverständnis). Anomalien in der Region der Hirnrinde konnten mit verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Lafora-Krankheit in Verbindung gebracht werden. Im Fokus der Arbeit stand der Mechanismus der Autophagie innerhalb der Neuronen der Hirnrinde. Autophagie ist ein zellulärer Abbauprozess, der für den Abbau beschädigter Zellorganellen oder ungewöhnlicher Proteinaggregate verantwortlich ist. Unterdrückung von Autophagie kann eine Rolle bei dem Fortschritt von Krebs, neurodegenerativen Krankheiten und Infektionen spielen und ist ein Merkmal des Alterns. Die Studie wurden an Mäusen durchgeführt.

Insgesamt kamen 12 männliche Mäuse im Alter von 6 Wochen zum Einsatz. Diese wurden in zwei Gruppen unterteilt. Die bestrahlte Gruppe erhielt 835 MHz Strahlung mit einem Ganzkörper-SAR-Wert von 4,0 W/kg, 5 Stunden täglich über 12 Wochen. Die andere Gruppe wurde lediglich scheinbestrahlt. Nach der Bestrahlungsperiode wurde zunächst das Verhalten der Mäuse mittels „Rotarod-“ (rotierender Zylinder) und offenem Feld-Test untersucht. Bei dem „Rotarod-Test“ werden motorische Störungen, insbesondere der Koordination und Balance analysiert. Der offene Feldtest hingegen wird genutzt, um Angst als Reaktion auf eine neue Umgebung sowie bewegungsmotorische Motivation zu bewerten. Anschließend wurde ihre Hirnrinde untersucht. Es wurde die Genexpression (Proteinbiosynthese anhand der genetischen Information; Transkription und Translation) verschiedener, für Autophagie wichtiger Gene mittels quantitativer PCR analysiert. Dies wurde mittels Western-Blot überprüft. Außerdem erfolgte eine Bewertung der Gewebeschnitte mittels Elektronenmikroskopie.

Der „Rotarod-Test“ konnte keine Verhaltensauffälligkeit der bestrahlten Tiere im Vergleich zu den scheinbestrahlten feststellen. Der offene Feldtest hingegen zeigte, dass sowohl die gesamte Bewegungsdistanz als auch die Gesamtdauer in Bewegung bei den bestrahlten Tieren signifikant erhöht war. Dies weist auf eine Hyperaktivität der bestrahlten Mäuse hin. Die Analyse der Genexpression ergab, dass eine Reihe Autophagie-verknüpfter Gene, als Reaktion auf HF-EMF, signifikant hochreguliert waren. Die Transkription war 1,5-fach bis 2,5-fach erhöht. Die Überprüfung mittels Western-Blot auf Proteinebene bestätigte die Ergebnisse der quantitativen PCR. Die zwei untersuchten Proteine LC3B-II und Beclin-1 waren nach Bestrahlung signifikant erhöht. Dies stellt ein Anzeichen für eine verstärkte Autophagie als Reaktion auf die Bestrahlung dar. Die Untersuchung des Gewebes mittels Elektronenmikroskopie zeigte klare Anzeichen (Autophagosomen, Autolysosomen) für eine erhöhte Autophagie in den Neuronen der Hirnrinde nach Bestrahlung. Obwohl keine Hinweise für Apoptose (programmierter Zelltod) gefunden werden konnten, verursacht die Bestrahlung Schäden an den Neuronen der Hirnrinde. Die Arbeitsgruppe konnte Veränderungen an den Myelinscheiden der Axone feststellen. Die defekten Myelinscheiden besaßen eine ausgefranste Lamellenstruktur sowie ungewöhnliche Myelinvorsprünge.

HF-EMF (835 MHz, 4,0 W/kg SAR, 5 Stunden pro Tag für 12 Wochen) machte die Versuchstiere hyperaktiv, induzierte Autophagie in Neuronen der Hirnrinde und verursachte Schäden an der Myelinscheide der Neuronen. Bemerkenswerterweise werden sowohl Alzheimer als auch die Lafora-Krankheit hauptsächlich durch beeinträchtigte Autophagie verursacht. Die Daten der Studie weisen darauf hin, dass Autophagie als Schutzmechanismus vor dem durch Bestrahlung verursachten zellulären Stress fungiert. Dies verhindert ein mögliches Absterben der Zellen auf Grund der Strahlung. Wie sich eine stärkere Belastung mit hochfrequenten Feldern auf das Absterben der Zellen auswirken würde ist unklar. Laut den Autoren wären weitere Studien notwendig um zu überprüfen, welchen Einfluss beispielsweise eine dreimonatige Bestrahlung oder andere Expositionsbedingungen auf das Absterben von Neuronen hätte. Die Daten zeigen weiterhin, dass die Myelinscheide durch HF-EMF beschädigt wurde. Diese fetthaltige Substanz, welche das Axon umgibt, wirkt als elektrischer Isolator und ist wichtig für die Übertragung des elektrischen Signals im Nervensystem. Beschädigungen der Myelinscheide ist mit multipler Sklerose assoziiert. (RH)