Die Linalool-Behandlung des Muttertiers schützt vor durch hochfrequenten Wellen induzierten Schädigungen bei heranwachsenden Ratten: Eine verhaltensbiologische und elektrophysiologische Studie.

Die pränatale Periode ist eine kritische Phase der Gehirnentwicklung und potenziell besonders anfällig gegenüber exogenen Stressfaktoren wie Mobilfunkstrahlung. Zahlreiche Studien geben Hinweise darauf, dass Mobilfunk Angstverhalten, kognitive Defizite, Störungen der Kalzium-Homöostase und eine erhöhte Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke hervorrufen kann. Die Blut-Liquor-Schranke und die Liquor-Gehirn-Schranke regulieren über komplexe Mechanismen das Gleichgewicht von Spurenelementen im Gehirn. Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Eisen (Fe) und Zink (Zn) sind dabei von besonderer Bedeutung für eine physiologische Funktion und Entwicklung des Gehirns. Sie regulieren u.a. Genexpression, wirken als Enzymaktivatoren und schützen vor der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS). Eine Störung der Homöostase dieser Spurenelemente kann zu neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson führen. Das in ätherischen Ölen natürlich vorkommende Monoterpen Linalool wird in der Naturheilkunde verwendet. Ihm wird eine antioxidative, entzündungshemmende und anxiolytische Wirksamkeit zugeschrieben. Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkung von intrauteriner Mobilfunkbefeldung auf jugendliche Ratten und eine mögliche protektive Wirkung von Linalool.

Insgesamt wurden 20 trächtige weibliche Ratten zufällig in 4 Gruppen eingeteilt (n = 5): 1. Kontroll-Gruppe (Saline) 2. Linalool-Gruppe (25 mg/kg Linalool) 3. befeldete Gruppe (Befeldung + Saline) 4. Befeldet + Linalool-Gruppe (Befeldung + 25 mg/kg Linalool). Als Befeldungsquelle diente ein kommerzielles 900-MHz-GSM-Mobiltelefon (Nokia 1616) mit folgenden Herstellerangaben: SAR-Wert 1,19 W/kg (Kopf) bzw. 0,32 W/kg (Ganzkörper). Die tägliche Befeldungsdauer während der gesamten Trächtigkeit (21 Tage) betrug 1 h 40 min. Die Mobilfunkstrahlung wurde durch 100 verpasste Anrufe pro Tag erzeugt, das Mobiltelefon in 20 cm Abstand von den Käfigen platziert. 3 bis 5 Nachkommen pro Muttertier bildeten geschlechtsgetrennte Kohorten (n = 10) für die nachfolgenden Analysen. Am Tag 50 nach Geburt wurden Verhaltenstests (Elevated-Plus-Maze, Morris-Water-Maze, Light-Box-Dark-Box), am Tag 60 nach Geburt elektrophysiologische Tests an Neuronen des Gehirns durchgeführt. Hierbei wurden die Erregbarkeit (Input/Output-Protokoll) und die Langzeitpotenzierung (100-Hz-Stimulierung von Schaffer-Kollateralen) von Hippocampus-Neuronen untersucht. Im Anschluss erfolgte eine Quantifizierung der Spurenelemente Cu, Mn, Fe und Zn im Hippocampus. Die statistische Auswertung erfolgte durch ANOVA mit geeigneten Post-hoc-Tests. Alle Untersuchungen wurden geschlechtsspezifisch durchgeführt.

Bei den neurobehavioralen Tests zeigten die pränatal befeldeten Nachkommen (Gruppe 3) im Vergleich zur Kontrollgruppe (Gruppe 1) statistisch signifikante Veränderungen. Sowohl männliche als auch weibliche Tiere zeigten angstähnliche Verhaltensweisen, verschlechtertes räumliches Lernen und verschlechterte Gedächtnisleistungen. Weibliche Tiere waren davon stärker betroffen als männliche Tiere. Die maternale Linalool-Behandlung konnte diese schädliche Mobilfunkwirkung stark abschwächen, vielfach sogar auf das Niveau der unbefeldeten Kontrolltiere bringen. Die elektrophysiologischen Untersuchungen zeigten eine signifikant verschlechterte Erregbarkeit der Hippocampus-Neuronen, einhergehend mit einer mangelhaften Induktion und Aufrechterhaltung von Langzeitpotenzierung von Gruppe 3 im Vergleich zur Gruppe 1. Es wurden keine Unterschiede zwischen den Geschlechtern dokumentiert. Wiederum führte die maternale Verabreichung von Linalool zu einer wesentlichen Verbesserung des elektrophysiologischen Befundes auf das Niveau der Kontrollgruppe. Die hippocampale Homöostase der untersuchten Spurenelemente war statistisch signifikant gestört: Fe, Cu, Mn und das Cu/Zn-Verhältnis waren signifikant gesteigert, während Zn signifikant vermindert war. Mit Ausnahme von Zn wurde durch die mütterliche Linalool-Behandlung die Homöostase wiederhergestellt. Dadurch verbesserte sich auch das Cu/Zn-Verhältnis signifikant.

Die pränatale Exposition mit einem kommerziellen Mobiltelefon kann im Rattenmodell substantielle, persistierende, geschlechtsübergreifende Schäden verursachen. Diese Schäden beinhalten verschlechterte neuronale Erregbarkeit und synaptische Plastizität, übereinstimmend mit gestörtem Verhalten und verschlechterten kognitiven Leistungen. Die Autoren vermuten entweder oxidativen Stress oder eine erhöhte Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke als Grund für die veränderte Spurenelement-Homöostase. Das Cu/Zn-Verhältnis wird als Marker für Inflammation und oxidativen Stress genutzt. Die dokumentierte neuroprotektive Wirkung von Linalool könnte laut den Autoren, mit den antioxidativen Eigenschaften oder der Steigerung der synaptischen Plastizität zusammenhängen.

Anmerkungen der Redaktion:

Die multimodale Auslegung der Studie (neurobehavioral, elektrophysiologisch, biochemisch) und die geschlechtsspezifische Analyse führen zu einer hohen Aussagekraft. Die beobachteten schädlichen Mobilfunkwirkungen werden durch frühere Studien in verschiedenen Spezies bestätigt (1–3). Es erfolgte zwar keine dosimetrische Überprüfung der Mobilfunkstrahlung, doch da sie durch ein kommerzielles Mobiltelefon hervorgerufen wurde, welches internationale Grenzwerte unterschreitet, handelt es sich um ein realitätsnahes Befeldungsszenario. Aufgrund der Schlichtheit der Befeldungsparameter ist eine Reproduktionsmöglichkeit ohne Weiteres gegeben. (RH)

1. Deniz ÖG, Kaplan S (2022). The effects of different herbals on the rat hippocampus exposed to electromagnetic field for one hour during the prenatal period. Journal of Chemical Neuroanatomy, 119, 102043. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2021.102043

2. Qin TZ, Wang X, Du JZ, Lin JJ, Xue YZ, Guo L et al. (2024). Effects of radiofrequency field from 5G communications on the spatial memory and emotionality in mice. International Journal of Environmental Health Research, 34(1), 316–327. https://doi.org/10.1080/09603123.2022.2149708

3. Dasgupta S, Wang G, Simonich MT, Zhang T, Truong L, Liu H et al. (2020). Impacts of high dose 3.5 GHz cellphone radiofrequency on zebrafish embryonic development. PLOS One, 15(7), e0235869. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0235869