Myokardiale Kapazität der mitochondrialen oxidativen Phosphorylierung als Reaktion auf lang anhaltenden elektromagnetischen Stress.

Mitochondrien sind im Herzmuskel außerordentlich stark vorhanden, sie produzieren als zentrale Energieerzeuger ATP (Adenosintriphosphat) durch oxidative Phosphorylierung (Atmungskette) und regulieren außerdem wichtige Zellentscheidungen und -reaktionen auf Stressoren in der Umgebung. In Herzzellen sorgen die Mitochondrien für eine gute Energieversorgung des schlagenden Herzens. Für die oxidative Phosphorylierungsmaschinerie sind mehrere Komplexe (I–V) im Einsatz, bis ATP entstanden ist. Außerdem müssen ROS, Entzündungsprozesse und Apoptose überwacht werden. Deshalb können Schäden in diesem System viele Erkrankungen zur Folge haben, darunter Herzfehler, Herzrhythmusstörungen und Bluthochdruck. Elektromagnetische Felder, d. h. Telekommunikationsnetzwerke, Radiowellen, Mobilfunk, WLAN, medizinische Anwendungen u. a., stellen eine zunehmende Herausforderung für biologische Systeme dar. Durch 900-MHz-Strahlung besteht ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, was durch ROS-Bildung in den Mitochondrien verursacht werden kann. ROS sind beteiligt an wichtigen Zellentscheidungen, sind aber im Übermaß hochtoxisch für die Zell-Homöostase. Solchen oxidativen Vorgängen wird mit antioxidativen Mechanismen wie Superoxid-Dismutase (SOD), Glutathionperoxidase (GPX) und Katalase (CAT) begegnet. Bisherige Arbeiten haben sich meistens mit kurzzeitigen Einwirkungen der elektromagnetischen Feldern befasst, diese Studie untersuchte, ob andauernder elektromagnetischer Stress das oxidative System in den Mitochondrien verändert und ob strukturelle Veränderungen im Herzmuskel entstehen durch Einwirkung des Stressors elektromagnetische Felder. In Anbetracht der zentralen Bedeutung des Stoffwechsels in den Mitochondrien für die Gesunderhaltung der Herzzellen wurde in diesem Experiment die Wirkung langzeitiger Einwirkung von 915-MHz-Strahlung auf die Atmungskette und den oxidativen Stress in Bezug zur Intaktheit des Herzmuskels untersucht.

Zwei Gruppen von erwachsenen männlichen Mäusen – Kontrollgruppe 7, bestrahlte Gruppe 8 Tiere, wurden 28 Tage lang 9 Stunden täglich über einen Generator mit 915 MHz befeldet oder scheinbehandelt. Der SAR-Wert betrug etwa 40 W/kg. Den Tieren wurde das Herz entnommen und das Herz- und Körpergewicht bestimmt. Im Herzgewebe wurden der Gesamtprotein- und der SOD2-Gehalt sowie der Sauerstoffverbrauch im gefrorenen Gewebeschnitt gemessen, MDA im Blutplasma bestimmt und gefrorene Schnitte des Herzgewebes im Lichtmikroskop untersucht.

Es traten viele Defekte im oxidativen Phosphorylierungssystem der Mitochondrien auf. Die Analyse der Atmungskettenkapazität deutete bei den bestrahlten Mäusen auf signifikanten Anstieg der Expression der Proteine von Komplex I, II, III und IV hin, während die Expression der α-Untereinheit der ATP-Synthase (Komplex V) keine Unterschiede zwischen den Gruppen ergab. Weiterhin wird die respiratorische Kapazität in isolierten Mitochondrien durch elektromagnetische Felder nicht verändert, auch blieben die Lipidperoxidation (MDA) im Plasma als Indikator für oxidativen Stress und die Superoxid-Dismutase 2, das in den Herzmuskelzellen enthaltene antioxidative Enzym, unverändert gegenüber den Kontrollen. Struktur und Funktion der linken Herzkammern wiesen keine Schädigungen nach Bestrahlung auf.

Diese Daten lassen den Schluss zu, dass andauernde Einwirkung (28 Tage) von elektromagnetischen Feldern von 915 MHz den oxidativen Stoffwechsel der Mitochondrien beeinflusst durch Modulation des oxidativen Phosphorylierungssystem im Herzgewebe, aber dass der Stoffwechsel der Mitochondrien in Herzzellen den Stress ausgleichen können. Das heißt, langanhaltende Veränderungen des Stoffwechsels können Gewebeschädigungen hervorrufen oder Zellen können sich schlecht anpassen, aber der oxidative Stoffwechsel im Herzmuskel kann sehr dynamisch auf elektromagnetische Felder reagieren. Die Ergebnisse sind eine Herausforderung für die Suche zum Verständnis der Zellbiologie des Herzens im Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern.

(Der Ansatz und die Ergebnisse dieses Experiments sind interessant. Allerdings scheint mir der hohe SAR-Wert und die Bestrahlung der beiden Feldarten MW und EMP hintereinander (statt gleichzeitig) nicht besonders realistisch gewählt worden zu sein. Fraglich ist auch, ob die Dauer der Bestrahlung von 28 Tagen als Langzeitbestrahlung anzusehen ist, Anm. d. Reaktion.) (IW)