Biologische Wirkungen der Exposition mit einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld auf die Plazenta-Schranke bei trächtigen Ratten.

In verschiedenen Tierstudien wurde festgestellt, dass die Einwirkung von Mobilfunkstrahlung auf trächtige Mäuse zu Hyperaktivität, schlechterem Gedächtnis und Verhaltensänderungen bei den Nachkommen führt. Es ist aber noch unklar, ob die Strahlung entscheidende Schädigungen beim Fetus hervorruft und die Mechanismen der Veränderungen durch die Strahlung im sich entwickelnden Fetus sind noch nicht ganz verstanden. Diese Studie wurde durchgeführt, um die Wirkung von 915-MHz-Strahlung auf die mütterliche Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHN oder engl. HPA-Achse) und die Plazentaschranke zu verstehen, um Auswirkungen aus der Umgebung auf die Entwicklung des Fetus vorhersagen zu können. Die HPA-Achse reguliert die Cortisol-Ausschüttung, das vermehrt bei Stress ausgeschüttet wird. Das Hormon Adrenocorticotrophin (ACTH) aus dem Vorderlappen der Hirnanhangdrüse (Hypophyse) regt die Nebennierenrinde an, Cortisol in das Blut abzugeben. Cortisol ist ein Glucocorticoid-Steroid-Hormon, das in der Plazenta Veränderungen in Morphologie, Hormonsynthese und Transportphysiologie beeinflusst. Die Plazenta ist ein Organ, das den Austausch von Substanzen zwischen mütterlichem und kindlichem Kreislauf bewerkstelligt. Bei Säugetieren gelangen etwa 10–20 % des mütterlichen Cortisols durch die Plazenta zum Fetus, dabei werden während der Passage 80–90 % in eine inaktive Form überführt. Diese Passage wird durch die 11β‐Hydroxysteroid-Dehydrogenase (11β‐HSD2) reguliert, die das aktive Cortisol in inaktives Cortison umwandelt. Die Aktivität dieses Enzyms ändert sich im Laufe der Entwicklung des Fetus je nach Bedarf. Durch Störungen der Regulation der mütterlichen HPA-Achse oder von 11β‐HSD2 können vermehrt Glucocorticoide zum Fetus transportiert werden. Das unterstützt die Annahme, dass Empfindlichkeiten gegenüber Erkrankungen von Erwachsenen schon beim Fetus angelegt werden. Tierexperimente hatten ergeben, dass hohe Konzentrationen an Glucocorticoiden in der Schwangerschaft beim Fetus zu Verhaltensstörungen führen können (Schizophrenie, Autismus, Hyperaktivität und geringere Hirnleistungen). Einige Studien haben angenommen, dass Hochfrequenzstrahlung zu signifikanten Änderungen der Stresshormone bei erwachsenen Tieren führt. Über die Stress-Reaktionen der Mutter in der Schwangerschaft und der Plazenta auf die Strahlung ist nichts bekannt. In dieser Studie sollte die Wirkung der Strahlung auf die mütterliche HPA-Achse und die Plazentaschranke erforscht werden, um mögliche Umwelteinflüsse auf die Entwicklung des Fetus zu erkennen.

Nach Bildung von 21 Rattenpaaren konnten nach 2 Wochen 18 Weibchen als trächtig angesehen werden, die in 3 Gruppen eingeteilt wurden: 7 Tiere als scheinbestrahlte Kontrolle (davon waren am Ende 2 nicht trächtig), 7 Tiere für die bestrahlte Gruppe und 4 Tiere als Käfigkontrolle. Die Ganzkörper-Bestrahlung erfolgte mit 4 W/kg für 8 Stunden pro Tag von Tag 1 bis Tag 19. Am Tag 20 wurden den Muttertieren Blut (für Serum), die Nebennieren und die Hypophyse entnommen. Aus der Gebärmutter wurden die Nachkommen entnommen und sorgfältig von der Plazenta getrennt. Von 4 Tieren der Gruppen wurden in den Plazenten, in den Nebennieren und im Blutserum die Cortisol-Konzentrationen gemessen, zudem die Konzentrationen von ACTH in der Hypophyse und im Blut das Corticotrophin-Releasing-Hormon (CRH). Danach wurden die Plazenten histologisch nach Eosin-Hämatoxilin-Färbung in 4 Abschnitten auf morphologische Veränderungen untersucht und die mRNA-Expression des Enzyms 11β‐HSD2 in der Plazenta bestimmt.

Die Cortisol-Konzentrationen im Blut und den Nebennieren der Muttertiere waren nach Bestrahlung signifikant erhöht gegenüber den beiden Kontrollen; im Blutserum waren das 230 ± 24,6 ng/ml gegenüber 156 ± 8,3 ng/ml der Scheinbestrahlung und 165 ± 8,6 ng/ml der Käfigkontrolle. In den Nebennieren betrugen die Werte nach Bestrahlung 58,3 ± 4,5 ng/ml gegenüber 30 ± 3,8 ng/ml der scheinbestrahlten Gruppe und 33,7 ± 3,9 ng/ml der Käfigkontrolle. Das Cortisol in der Plazenta unterschied sich kaum zwischen den 3 Gruppen und die Konzentrationen von CRH im Blut und die mRNA-Expression von 11β‐HSD2 waren geringfügig erhöht gegenüber den Kontrollen. ACTH in der Hypophyse der trächtigen Tiere war nicht-signifikant erhöht. Die histologische Untersuchung der Plazenten ergab am Tag 20 keine signifikanten Unterschiede in der Struktur zwischen den 3 Gruppen.

Feten können während der Schwangerschaft verschiedenen Hochfrequenzstrahlungen ausgesetzt sein, z. B. durch Mobiltelefon-Nutzung der Mutter oder aus anderen Quellen in der Umgebung. Stress in der Schwangerschaft ist ein Risiko für ADHS bei den Nachkommen, und Mobilfunkstrahlung kann ein Stressfaktor sein, der die Ausschüttung von Stresshormonen bewirkt. In diesem Experiment waren die Tiere keinem Stress ausgesetzt. Die experimentellen Bedingungen erzeugten keine Strukturveränderungen in der Plazenta, auch die Funktion der Blut-Plazenta-Schranke war trotz des erhöhten Cortisols nicht gestört, wie die 11β‐HSD2-Werte zeigten. Die Studie hat einige Einschränkungen: Für die SAR-Berechnung lag kein Modell für das Körpergewicht einschließlich der Trächtigkeit vor, es wurde ein Modell für erwachsene männliche Ratten verwendet und das Körpergewicht zu Beginn des Experiments (300 g) und während der Bestrahlung (330 g) bestimmt. Die rektale Temperatur wurde nicht gemessen, um Stress zu vermeiden. Aus früheren Experimenten ist bekannt, dass keine signifikanten Temperaturveränderungen bei erwachsenen, schwereren männlichen Tieren auftreten. Es wurden keine Cortisol-Werte im Gewebe der Feten bestimmt, denn direkte Messungen sind praktisch unmöglich. Die Plazentafunktionen ändern sich sehr stark während der verschiedenen Stadien der Schwangerschaft, hier wurde nur in einem späten Stadium die Wirkung der Strahlung untersucht. Es sollen weitere Studien in verschiedenen Stadien durchgeführt werden. 915-MHz-Strahlung verursacht während der Schwangerschaft signifikant erhöhte Cortisol-Konzentrationen im Blut, jedoch keine Änderungen in der Plazentaschranke. Soweit bekannt, ist dies die erste Studie, die die biologischen Wirkungen von Mobilfunkstrahlung auf die Plazentaschranke bei trächtigen Ratten untersucht hat. Zusammengefasst zeigt diese Studie, dass das Einwirken von 915-MHz-Strahlung (4 W/kg 8 Stunden täglich für die Dauer der Trächtigkeit) Stress in den trächtigen Ratten bedeutet, sichtbar an den signifikant erhöhten Cortisol-Konzentrationen im Blutserum. Aber die Plazentaschranke schützt den Fetus vor dem mütterlichen Stress. (IW)