Die Belastung mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (HF-EMF) in unserem alltäglichen Leben nimmt rasant zu. Eine Vielzahl von unabhängigen Studien zeigen, dass HF-EMF in der Lage sind oxidativen Stress, hauptsächlich durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS), hervorzurufen. Auch über oxidative Schädigungen der DNA wird berichtet. Diese Ergebnisse könnten von großer Bedeutung sein, da chronischer oxidativer Stress beim Menschen mit der Entstehung und dem Fortschritt mehrerer Krebsarten, Stoffwechselkrankheiten, Fortpflanzungs-krankheiten und neurodegenerativen Krankheiten assoziiert ist. Im Jahr 2011 klassifizierte die WHO „International Agency for Research on Cancer“ (IARC) HF-EMF als möglicherweise krebserregend beim Menschen. Die jüngste Stellungnahme des „Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks“ (SCENIHR) stellt von der IARC abweichend fest, dass „HF-EMF Exposition kein erhöhtes Risiko für Hirntumore birgt“ und es im Allgemeinen an Nachweisen für klare gesundheitliche Beeinträchtigungen aufgrund von HF-EMF Exposition mangelt. Die momentan geltenden Expositionsrichtlinien, festgesetzt durch die „International Commission on Non-Ionising Radiation Protection“ (ICNIRP), betragen 41 V/m bei 900 MHz, 58 V/m bei 1800 MHz und 61 V/m bei 2100 MHz. Diese wurden jedoch als zu hoch kritisiert, da sie lediglich akute und nicht chronische Belastung und thermische, aber nicht biologische Auswirkungen von HF-EMF berücksichtigen würden. Während dieser chaotischen und sich weiterentwickelnden wissenschaftlichen Debatte, publizierte die EU-Kommission im September 2016 ein Dokument mit dem Titel „5G for Europe: An Action Plan“ (5G für Europa: Ein Aktionsplan). Dieses Dokument stellt einen Aktionsplan für den rechtzeitigen und koordinierten Aufbau von 5G-Netzwerken in Europa durch eine Partnerschaft der EU-Kommission, den Mitgliedsstaaten und der Industrie dar. Das Dokument zielt darauf ab, die neuen 5G-Netzwerke im Jahr 2018 einzuführen und anschließend eine großangelegte, kommerzielle Einführung bis spätestens Ende 2020 zu realisieren. Im Anschluss an dieses Dokument planen derzeit mehrere EU-Mitgliedsstaaten auf nationaler Ebene vorläufige 5G-Experimente privater Telefonbetreiber, um das Netz bei Frequenzen über 6 GHz zu testen. Mittel- bis langfristig sollen die Netzwerke mit typischen 5G-Frequenzen von über 30 GHz operieren, was niemals zuvor mit einer derart hohen Anzahl an Geräten und in einem großangelegten urbanisierten Maßstab durchgeführt wurde. Laut einem Dokument der italienischen Aufsichtsbehörde für das Kommunikationswesen, AGCOM, sei in Zukunft mit 1 Millionen 5G-Geräten pro Km2 zu rechnen. Diese Gerätedichte werde zu einer Erhöhung des Datenverkehrs führen, was die Notwendigkeit bedinge, eine Vielzahl von kleineren Sendezellen zu installieren. Dies führt zu einer massiven Erhöhung der Sendezellendichte.
Eine wissenschaftliche Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2017 zeigt, dass im Jahr 2012 23% der globalen Tode auf Umweltrisiken zurückzuführen war. Dabei spielen im Wesentlichen nichtübertragbare Krankheiten eine Rolle. Andere Wissenschaftler fanden heraus, dass das Vorkommen von Kinderkrebs, Neuroentwicklungsstörungen, psychiatrischer und neurodegenerativer Erkrankungen (z.B. Demenz und Parkinson), Stoffwechselstörungen
(z.B. Fettleibigkeit und Typ 1 Diabetes) in den vergangen Jahren zugenommen hat. Dies führt zu dem Schluss, dass eine korrekte Einschätzung von Umweltrisiken erheblich dazu beitragen könnte, die globale Belastung durch diese Gesundheitsgefahren zu vermindern, mit dem Hauptaugenmerk auf Prävention. Dabei könnten insbesondere die potentiellen gesundheitlichen Folgen von HF-EMF, sofern bestätigt, von Interesse sein, da diese eine große Rolle im alltäglichen Leben vieler Nutzer spielen. Das Ziel der hier vorgestellten Übersichtsarbeit ist es, wissenschaftlich überprüfte (Doppelblindgutachten) Studien über die biologischen und gesundheitlichen Auswirkungen von HF-EMF und Millimeterwellen (5G) zu untersuchen.
Es wurden wissenschaftliche Artikel über die Pub-Med-Datenbank (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) mittels verschiedener Stichworte wie „electromagnetic fields“, „cellular phone“, „mobile phone“, „base station“, „Wi-Fi“ etc. selektiert. Wissenschaftlich überprüfte Studien, welche auf Englisch publiziert wurden, kamen in die nähere Auswahl. Der Zeitraum der relevanten Publikationen war im Kontext der Millimeterwellen bis Januar 2018, im Kontext der HF-EMF Exposition zwischen 2011 und Januar 2018.
Ergebnisse: Studien zum Zusammenhang von HF-EMF und Krebs
Zunächst beschäftigt sich der Autor der Übersichtsarbeit mit Publikationen, welche Krebs im Zusammen-hang mit drahtloser Kommunikation untersuchten. Im Jahr 2011 klassifizierte die WHO IARC HF-EMF als möglicherweise krebserregend beim Menschen (Gruppe 2B). Dies geschah auf Grund von Hinweisen, die belegen, dass im Zusammen-hang mit der Nutzung von drahtlosen Telefonen ein erhöhtes Risiko besteht, an Gliomen zu erkranken. Gliome sind eine Form von bösartigen Hirntumoren, die mit einer sehr schlechten Prognose einhergehen. Nach dieser Einstufung folgte eine unabhängige Fall-Kontroll-Studie, welche ein erhöhtes Risiko für Hirntumore nach der Nutzung von kabellosen Telefonen belegte. Des Weiteren demonstrierte eine Studie mit 1678 Patienten, welche unter Gliomen litten, eine niedrigere Überlebensrate in Abhängigkeit der Nutzungsjahre von Mobiltelefonen. Im Gegensatz dazu zeigte eine Studie in einer Kohorte britischer Frauen keinen Zusammenhang zwischen der Nutzung von Mobiltelefonen und dem Vorkommen von Gliomen, Meningeomen oder Tumorerkrankungen des nicht-zentralen Nervensystems. Allerdings belegte diese Studie ein erhöhtes Risiko für Akustikusneurinome (gutartiger Tumor ausgehend vom achten Hirnnerven, gelegen im inneren Gehörgang) für Langzeitnutzer im Vergleich zu Nichtnutzern von Mobiltelefonen. Auch eine koreanische Studie mit 285 Gliompatienten und 285 Kontrollindividuen zeigte keinen Zusammenhang zwischen Gliomerkrankung und der Nutzung von Mobiltelefonen. Die Ergebnisse der französischen CERENAT Multicenter Fall-Kontroll-Studie wiesen ebenfalls keinen Zusammenhang zwischen Mobiltelefonen und Hirntumoren auf, bei Vergleich von Nutzern gegenüber Nichtnutzern. Allerdings wurde in dieser Studie eine statistische Signifikanz bei dem Vorkommen von Gliomen und Meningeomen zwischen Nichtnutzern und den häufigsten Nutzern erreicht, wenn eine lebenslange kumulative Dauer sowie die Anzahl an Telefonaten berücksichtigt wurden. Eine Schweizer zensusbasierte Kohortenstudie widersprach einem möglichen Zusammenhang von modellierter Exposition gegenüber Rundfunksendern und Kinderkrebs. Zwar demonstrierte eine lineare Expositionsanalyse eine positive Korrelation für ZNS-Krebsarten bei allen Sendertypen, eine Inzidenzdichteanalyse bestätigte diese Resultate jedoch nicht. (Anm. der Redaktion: Zwei unterschiedliche statistische Verfahren erzielten verschiedene Ergebnisse mit demselben Datensatz). Eine Metaanalyse (24 Studien, 26846 Fälle, 50013 Kontrollen) belegte ein höheres Risiko an Tumorerkrankungen innerhalb des Schädels (Mobiltelefonnutzung über 10 Jahre), laut Autoren seien allerdings weitere Studien notwendig, um diesen Zusammenhang zu bestätigen. Die erneute Analyse eines kanadischen Datensatzes von der multinationalen INTERPHONE-Studie (Korrektur gegenüber möglicher Beeinflussung) zeigte ein höheres Risiko an Gliomen, Meningeomen, Akustikusneurinomen und Parotistumoren (Tumore innerhalb der Ohrspeicheldrüse) zu erkranken, im Zusammenhang mit der Nutzung von Mobiltelefonen. Dies steht im Gegensatz zu einer früheren Studie, welche keine Korrelation zwischen Parotistumoren und moderater Mobilfunknutzung und drahtloser Telefone über weniger als 10 Jahre fand. Auch Tierversuche weisen kontroverse Ergebnisse auf. So demonstrierte eine Studie mit Mäusen, welche anfällig gegenüber Lymphomen sind, keine erhöhte Lymphomrate nach Bestrahlung mit HF-EMF. Im Gegensatz dazu dokumentierte eine andere experimentelle Studie krebsfördernde Wirkung von HF-EMF auf Mäuse (Tumore der Lunge, Leber und Lymphome), bei einer Belastung deutlich unter den aktuellen Grenzwerten (SAR von 0,04 und 0,4 W/kg).
Studien zur Wirkung von HF-EMF auf die Fruchtbarkeit
Nach der Analyse verschiedener Publikationen im Krebskontext widmete sich der Autor der Übersichtsstudie dem Thema Fruchtbarkeit und HF-EMF. Eine Kohortenstudie mit 153 Männern, die eine Fruchtbarkeitsklinik aufsuchten, konnte keine Korrelation zwischen Mobiltelefonie und Spermaqualität belegen. Eine andere Übersichtsstudie über die Wirkung von HF-EMF auf die Spermienfunktion dokumentierte, dass 21 von 27 Studien negative Auswirkungen belegten (z.B. verminderte Beweglichkeit der Spermien, erhöhte Produktion von ROS, erhöhte DNA-Schäden, verminderte Konzentrationen von Antioxidantien). Ergebnisse einer Reihe von Studien im Menschen, welche negative Auswirkungen von HF-EMF auf die Fortpflanzung demonstrieren konnten, wurden durch mehrere unabhängige Tierversuche bestätigt. Im Gegensatz dazu konnte ein Tierversuch mit trächtigen Ratten keinen Zusammenhang zwischen HF-EMF und negativen Auswirkungen auf die Schwangerschaft oder die Entwicklung der Neugeborenen feststellen.
Studien zu Wirkungen von HF-EMF auf den Stoffwechsel
Als nächstes analysierte der Autor Wirkungen von HF-EMF auf den Stoffwechsel. Eine Berufsstudie mit 1073 Beschäftigten in einem Kraftwerk wies eine Korrelation zwischen der Belastung mit EMF (HF-EMF und niederfrequenten EMF) und Veränderungen im Cholesterinstoffwechsel auf. Des Weiteren zeigte eine Gruppe von 159 Grundschülern, welche der Strahlung von Mobilfunkbasisstationen ausgesetzt waren, Veränderungen im Glukosestoffwechsel. Auch Tierversuche zeigen Veränderungen des Stoffwechsels nach Belastung mit HF-EMF. So fanden Wissenschaftler einen signifikanten Anstieg des Nüchtern-Glukosespiegels mit Anstieg der Insulinresistenz bei Ratten nach Bestrahlung mit Mobilfunk für mehr als 15 Minuten pro Tag über einen Zeitraum von 3 Monaten. Im Gegensatz dazu konnte eine neuere Ratten-Studie keine Korrelation zwischen HF-EMF Belastung und veränderter Insulinfreisetzung demonstrieren. Diese Studie zeigte jedoch Gewebeschäden in Leber und Bauchspeicheldrüse nach Exposition gegenüber HF-EMF.
Studien über neurologische Folgen von HF-EMF
Anschließend rückten Studien über neurologische Folgen von HF-EMF in das Augenmerk des Autors. Zwei unabhängige Tierversuche mit erwachsenen Ratten zeigten keine negativen Auswirkungen auf das Nervensystem nach Bestrahlung mit HF-EMF. In einer anderen Studie resultierte die Belastung von ungeborenen Tieren mit HF-EMF in Veränderungen des Hippocampus (Hirnregion, zentrale Schaltstelle des limbischen Systems). Bei einem in vitro-Versuch („Im Reagenzglas“; Zellen werden außerhalb des Körpers in Zellkultur kultiviert) konnten Wissenschaftler demonstrieren, dass die Zellteilung und -reifung von neuronalen Stammzellen, nach Exposition gegenüber HF-EMF, erheblich beeinträchtigt war. Laut den Wissenschaftlern hätte dies verheerende Folgen für die Neurogenese. Neben diesen von HF-EMF verursachten Entwicklungsstörungen des Nervensystems (bei jungen Tieren bzw. in vitro) wurden in der Literatur auch funktionelle Veränderungen beschrieben. In Tierversuchen werden z.B. verschlechtertes Langzeitgedächtnis und Hyperaktivität dokumentiert. Diese Wesensveränderungen gehen mit biologischen Schädigungen des Nervensystems einher. Interessanter Weise finden sich auch beim Menschen Hinweise auf Wesensveränderungen, bedingt durch HF-EMF. Verschiedene Studien beschreiben Verhaltensprobleme bei Kindern, (z.B. Hyperaktivität und Unaufmerksamkeit), die Mobilfunkstrahlung ausgesetzt waren. Auch Wirkungen wie Kopfschmerzen, Müdigkeit und Schlafstörungen von Mobilfunknutzern werden beschrieben, allerdings ohne einen robusten Zusammenhang zu EMF-Stärken herstellen zu können. Außerdem kann kein direkter, kausaler Zusammenhang bei diesen epidemiologischen Studien zu HF-EMF hergestellt werden, da eine immense Reihe anderer Faktoren eine Rolle spielen können. Als Gegenbeispiel existiert eine Studie, die eine Gruppe älterer Teilnehmer untersucht, welche unter einem altersbedingten Rückgang ihrer kognitiven Fähigkeiten litten. Die kognitiven Fähigkeiten der Mobilfunknutzer (einschließlich Gedächtnis und Aufmerksamkeit) waren besser als die der Nichtnutzer.
Studien über Auswirkungen von Millimeterwellen bzw. 5G-Netzwerken
Abschließend analysierte der Autor mögliche Auswirkungen von Millimeterwellen bzw. 5G-Netzwerken. Millimeterwellen (MMW) sind definiert in einem Wellenspektrum von 30 bis 300 GHz und bilden somit das höchstfrequente Band der HF-EMF. Es wird von MMW-Geräten erwartet, dass sie mit geringer Leistung arbeiten und auf Grund der niedrigen Eindringtiefe nur oberflächliche Gewebe betreffen. Weil diese Technologie mit geringer Leistung arbeitet, benötigt sie jedoch eine hohe Dichte an Sendezellen, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Exposition des Menschen erhöht wird. Selbst unter der Annahme, dass 5G-Netzwerke den Belastungsgrad der menschlichen Umwelt nicht erhöhen, werden sie in der ersten Phase der 5G-Implementierung (d.h. mindestens einige Jahre) parallel zu den derzeitigen Mobilfunk-systemen betrieben. Es muss also davon ausgegangen werden, dass ein globaler Anstieg des Belastungsniveaus mit HF-EMF bevorsteht. Obwohl MMW für medizinische Anwendungen vorgeschlagen wurden, existieren spezifische, vorläufige Hinweise, dass Exposition gegenüber Frequenzen von über 30 GHz schwerwiegende biologische Wirkungen haben könnten. So könnte veränderte Genexpression (Ableserate spezifischer Gene), Erhöhung der Hauttemperatur, Stimulation von Zellteilung und Veränderung von Zellmembranfunktion durch MMW hervorgerufen werden. Obwohl die Auswirkungen der 5G-Strahlung nur oberflächliche Gewebe betreffen, können systemische Wirkungen nicht ausgeschlossen werden, da Hautgefäße und umliegende Gewebe ebenfalls bestrahlt werden. In vitro-Versuche mit Hautzellen zeigen, dass die Bestrahlung mit 60,4 GHz MMW bei einer Leistungsdichte von 20 mW/cm² (entsprechend der maximalen Leistungsdichte für die öffentliche Nutzung von 5G) in der Lage ist, die Funktion des endoplasmatischen Retikulums zu verändern. Das endoplasmatische Retikulum ist auf zellulärer Ebene wichtig für die Proteinbiosynthese und Stoffwechselvorgänge. Außerdem wird die Genexpression von Genen, welche Bedeutung in der zellulären Kommunikation besitzen, verändert. Diese Auswirkungen sind nur teilweise thermischen Wirkungen zuzuschreiben. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass MMW mit einer Leistungsdichte von 20 mW/cm² in der Lage sind, biologische Wirkungen zu erzeugen. Es finden sich jedoch Hinweise, dass die MMW keinen direkten Einfluss auf die Genexpression haben. Die Auswirkungen auf die Genexpression kann möglicherweise durch eine gestörte Homöostase (Gleichgewichtszustand innerhalb eines biologischen Systems) erklärt werden. Außerdem existieren verschiedene in vitro-Studien, die je nach zellulärem Kontext zellteilungsfördernde oder -vermindernde Wirkungen von MMW beschreiben. Auch Tierversuche am Auge zeichnen ein kontroverses Bild. Zwei Studien beschreiben Schädigungen nach der Bestrahlung mit 60-GHz-MMW, eine andere findet keine Auswirkungen von MMW auf das Auge. Eine im Jahr 2016 durchgeführte in vitro-Studie an menschlichen Augenzellen bestätigt jedoch, dass 60-GHz-MMW keine schädlichen Auswirkungen haben. Eine Studie, welche an eingefrorenen menschlichen Spermien durchgeführt wurde, zeigt einen erhöhten Anteil mobiler Spermien nach der Bestrahlung mit MMW (0,03 mW/cm²). Außerdem existieren Hinweise auf neurologische Folgen nach MMW Belastung. Studien in Tiermodellen zeigen EEG-Veränderungen als Folge von MMW-induzierten Stressreaktionen, auf Grund eines Anstiegs der Hauttemperatur.
Die Hinweise auf biologische Wirkungen von HF-EMF verdichten sich mehr und mehr. Obwohl sie in einigen Fällen kontrovers bzw. vorläufig sind, gibt es genug Anlässe, um von einer Wechselwirkung zwischen HF-EMF und biologischen System auszugehen. Dies beinhaltet mögliche krebsfördernde und neurologische Auswirkungen, sowie Auswirkungen auf den Stoffwechsel und die Fortpflanzung. Die biologischen Wirkungen von HF-EMF werden selbst bei Belastung unterhalb der Grenzwerte gefunden, was Anlass zum Zweifel an der Sicherheit der momentan festgelegten ICNIRP-Standards gibt. Insbesondere die weltweit zunehmende Dichte an drahtlosen Kommunikationsgeräten scheint besorgniserregend, auch im Hinblick auf hinzukommende 5G-Netzwerke. Die erhöhte Anfälligkeit von Kindern sowie die Auswirkungen von HF-EMF auf zellulärer und molekularer Ebene (Förderung oxidativer Prozesse, DNA-Schäden, Veränderung der Genexpression und Stammzellentwicklung) erwecken besondere Bedenken. (RH)