Die Exposition bei einem 1,8 GHz-Hochfrequenz-Feld moduliert ROS in menschlichen HEK293-Zellen als eine Funktion der Signal-Amplitude.

Die möglichen Folgen der zunehmenden Hochfrequenzstrahlung im GHz-Bereich für die Bevölkerung sind von hohem Interesse, werden aber kaum verstanden. Hier wird gezeigt, dass das Einwirken der 1,8-GHz-Trägerfrequenz der Telekommunikation im Bereich der im Haushalt auftretenden Feldstärken die Bildung von reaktiven oxidativen Substanzen (ROS) hervorruft. Da ROS in geringen Konzentrationen normale Stoffwechselvorgänge regulieren, aber bei Stress in den Zellen erhöht gebildet werden, können signifikante Zellschäden an DNA, Proteinen und Fetten entstehen. Um die Mechanismen der positiven wie negativen Wirkungen zu erklären bzw. zu verstehen, wurden die Zellen nach nur 15 Minuten Einwirkung innerhalb von 3 Stunden untersucht.

Für das Experiment wurden menschliche Embryonalzellen der Niere (Human embryonic kidney, HEK293) als Monolayer zur Bestrahlung eingesetzt. Das statische Magnetfeld im Inkubator betrug etwa 40 µT, es gab scheinbestrahlte Kontrollen und bestrahlte Testproben, auf die das 1,8-GHz-Feld eines Signalgenerators 15 Minuten mit verschiedenen Intensitäten einwirkte. Die Antenne war 30 cm über den Proben installiert. Die Zellen wurden wie folgt behandelt: Kontrolle -96 dBm (Hintergrund), -67 dBm (sehr niedrig), -55 dBm (niedrig), -31 dBm (mittel) und -8,5 dBm (hoch). Es wurden 5 Doppelansätze pro Bedingung an 5 Tagen mit 5 neuen Zellkulturen durchgeführt. Die Temperatur war unverändert. Untersucht wurden die intrazelluläre ROS-Konzentration (Fluoreszenz Intensität), die Veränderungen der Stress-bezogenen Gene GPX-1, GPX-3, SOD2, NOX-2, GSR und Katalase (3 unabhängige Ansätze), die Genexpression in den HEK392-Zellen als Reaktion auf 1,8 GHz, statisches (0,2 µT) und gepulstes elektromagnetisches Feld (6 unabhängige Ansätze) und dazu die Genexpression von 7 Genen (KIAA1211, RSP16P5, TSA2R, DDX50, LINCO1366, UTS2B, KRT79), von denen man weiß, dass sie von statischen und elektromagnetischen Feldern reguliert werden (3 unabhängige Wiederholungen pro Gen).

Die nicht-thermischen 1,8-GHz-Felder lösten nach 15 Minuten einen signifikanten Anstieg der ROS im Zellkern und im Zytoplasma der HEK392-Zellen aus. Besonders hoch (fast 3-fach erhöht gegenüber der Kontrolle) konzentrierten sich die ROS um den Zellkern herum in Vesikeln von Golgi-Apparat und dem Endoplasmatischen Retikulum. Die ROS-Ansammlung war nicht-linear mit der höchsten Dichte bei mittlerer Feldstärke. Dieses Ergebnis spricht gegen mechanischen oder thermischen Stress, denn dann gäbe es einen linearen Verlauf. Es scheint ein primärer, vielleicht Rezeptor-bedingter Prozess zu sein. Die relative Expression aller Gene für oxidativen Stress zeigte nach Bestrahlung eine schnelle Änderung. Bei allen Enzymen waren signifikante Unterschiede zur Kontrolle zu sehen, allerdings bei jedem Gen und jeder Feldstärke unterschiedlich und nicht-linear. Bei den Genen, die bekanntermaßen auf statische Magnetfelder und auf gepulste Felder ansprechen, waren bei unterschiedlichen Amplituden (-96 dBm bis -8,5 dBm) überwiegend signifikante und hochsignifikante Unterschiede zur Kontrolle sichtbar und es gab ebenfalls keine lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung.

Diese Experimente haben gezeigt, dass das Einwirken der 1,8-GHz-Felder von Telekommunikationsgeräten mit Feldstärken, die im normalen Umfeld vorkommen, eine direkte physiologische Wirkung auf zelluläre ROS-Biosynthese und Signalgebung haben können. Die Reaktion ist auf komplexe Weise abhängig von der Signalamplitude, die nicht linear, d. h. ohne Dosis-Wirkungs-Beziehung, mit signifikanten und hoch signifikanten Unterschieden zur Kontrolle erscheinen, aber auch mit Feldstärken, bei denen keine Reaktion erfolgt (blinde Flecken). Das deutet auf allgemeine Eigenschaften der Reaktionsmechanismen hin. Da ROS oxidativen Stress und zelluläre Signalgebung und Reaktionswege regulieren, liefern die Ergebnisse eine mögliche mechanistische Erklärung für die vielen verschiedenen bekannten physiologischen Wirkungen der Mikrowellen in der Literatur. Als Schlussfolgerung bleibt, dass die Modulation des intrazellulären ROS eine direkte Folge der Bestrahlung sein kann, abhängig von Signalfrequenz und Feldstärke. Da intrazelluläre ROS nützliche und schädliche (positive oder negative) Wirkungen haben, können diese Ergebnisse eine Erklärung für die vielen physiologischen Wirkungen der Mikrowellen liefern. (IW)