Der ZIP9-zentrierte Androgenweg kompensiert die durch hochfrequente elektromagnetische Strahlung von 2605 MHz vermittelte Verringerung der Resistenz gegen H₂O₂-Schäden in Sertoli-Zellen erwachsener Ratten.

Obwohl angenommen wird, dass hochfrequente Strahlung, welche unter anderem von drahtlosen Kommunikationsgeräten ausgesendet wird, negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben kann, ist es umstritten, ob die biologischen HF-Wirkungen die männliche Fruchtbarkeit beeinträchtigen können. Die Autoren der hier vorgestellten Studie zeigten in der Vergangenheit, dass HF-Langzeitbefeldung in der Lage sein kann, die Spermatogenese und die Blut-Hoden-Schranke negativ zu beeinflussen. Das Ziel dieser Studie war es, die biologische Wirkung einer kurzfristigen Hodenbefeldung an einem Rattenmodell zu überprüfen.

Die Studie wurde an männlichen Sprague-Dawley Ratten durchgeführt und beinhaltet einen In-vivo- und einen In-vitro-Part. Für den In-vivo-Teil der Studie wurden die Hoden der Ratten mit 2605 MHz bei einem SAR-Wert von 1,05 W/kg befeldet. Die Tiere wurden 6 h pro Tag über einen Zeitraum von 50, 100 und 150 Tagen bestrahlt. Als Kontrolle wurden nicht-befeldete und schein-befeldete Tiere genutzt. Nach der Beendigung der Befeldungsperiode wurden die Spermien, Blut sowie Hoden der Tiere einer Reihe von biochemischen und histopathologischen Analysen unterzogen. Für den In-vitro-Teil der Studie wurden primäre Sertoli-Zellen extrahiert und 12, 24 und 48 h bei 2605 MHz und 0,53, 1,05 und 2,10 W/kg exponiert. Während der Befeldung der Sertoli-Zellen wurden drei verschiedene Konzentrationen von H₂O₂ und Testosteron der Kultur hinzugefügt. Im Anschluss erfolgte wiederum eine Reihe von molekularbiologischen Analysen.

Während der 50-tägigen Kurzzeit-Befeldung in vivo wurden keine negativen Auswirkungen der Hochfrequenz auf die männliche Fruchtbarkeit oder die Hoden der Ratten dokumentiert. Allerdings waren sowohl Serum- als auch Hoden-Testosteron signifikant erhöht, während das luteinisierende Hormon (LH) signifikant verringert war. Dies weist darauf hin, dass die lokale HF-Befeldung biologische Wirkungen auslösen kann. Die Analyse verschiedener Testosteron-Rezeptoren zeigte eine signifikante Hochregulierung des Zink-Transporters ZIP9. ZIP9 wurde vor kurzem als neuartiger Membran-Androgenrezeptor charakterisiert und übt seine Wirkung hauptsächlich über nichtklassische Androgensignalwege aus. Die ZIP9-Hochregulierung fand hauptsächlich in den Sertoli-Zellen der befeldeten Ratten statt. Um diesem Befund auf den Grund zu gehen, bestrahlten die Wissenschaftler primäre Sertoli-Zellen in vitro. Die Befeldung mit 2,10 W/kg führte, im Gegensatz zu den anderen Intensitäten, zu einer signifikant gesteigerten Apoptoserate. Die Befeldung mit 1,05 W/kg führte zu einer erhöhten Sensitivität der Sertoli-Zellen gegenüber oxidativem Stress, vermittelt durch H₂O₂. Dies weist darauf hin, dass Hochfrequenz, welche nicht zu direkten Schäden führt, dennoch die Widerstandsfähigkeit der Sertoli-Zellen gegenüber Umweltbelastungen verringern kann. Die Co-Kultivierung mit Testosteron verringerte die negativen Auswirkungen der Hochfrequenz. Die ZIP9-Level wurden nicht durch die Hochfrequenz verändert, wohl aber durch Testosteronzugabe. Außerdem führte eine Inhibierung der ZIP9-Expression dazu, dass der schützende Effekt des Testosterons wegfiel. Das weist darauf hin, dass der ZIP9-bezogene androgene Signalweg die Sertoli-Zellen vor der Kombination von Hochfrequenz und Umweltstress schützen kann. Außerdem unterdrückte die Hochfrequenz die Reaktion auf fehlgefaltete Proteine (Fehlgefaltete-Protein-Reaktion, FPR). Testosteron hingegen verstärkte die FPR in Sertoli-Zellen, welche Hochfrequenz und H₂O₂ ausgesetzt waren. Moderater Stress des endoplasmatischen Retikulums kann die FPR aktivieren und den Zellen helfen, fehlgefaltete Proteine zu beseitigen und somit die Zellen vor Umwelteinflüssen zu schützen. Auch hier führte eine Inhibierung der ZIP9-Expression zu einer Verringerung der FPR und zu vermehrten Schäden in den Sertoli-Zellen, was wiederum auf eine schützende Wirkung des ZIP9-bezogenen androgenen Signalweges hinweist.

Die Resultate dieser Studie zeigten, dass eine 2605-MHz-Befeldung, die keine direkte Störung der Spermatogenese hervorrief, dennoch die Resistenz von Sertoli-Zellen gegenüber Umweltstress verringerte. Diese Wirkung wurde durch den ZIP9-androgenen-Signalweg kompensiert. Die Aktivierung der FPR (könnte dabei einen wichtigen nachgeschalteten Mechanismus darstellen, der an dieser kompensatorischen Wirkung beteiligt ist. Mit längerer Befeldungsdauer nahm der ZIP9-Gehalt in den Hoden allmählich ab und eine Schädigung der Hoden manifestierte sich. (RH)