Bis vor einigen Jahrzehnten glaubte man, dass elektromagnetische Strahlung lediglich durch Hitzeentwicklung oder durch Ionisierung Schäden in biologischen Geweben verursachen kann. Inzwischen kommen jedoch Zweifel auf, ob das Modell der ionisierenden Strahlung in der Lage ist, die Wirkungen von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (HF-EMF) niedriger Intensitäten (ohne Hitzeentwicklung) zu erklären. Immer wieder wird von freien Radikalen in diesem Zusammenhang berichtet. Die Wirkung von Hochfrequenz auf das Gehirn bzw. Nervenzellen ist von besonderem Interesse, da mobile Kommunikationsgeräte, als eine der Hautbelastungsquellen, oftmals in direktem Kontakt zum Schädel stehen. Außerdem besitzt das Gehirn lediglich schwache antioxidative Schutzmechanismen.
Über die vergangenen Jahre hat ein besonderer Gliazelltyp, die olfaktorischen Hüllzellen (OHZ), besondere Aufmerksamkeit erregt. Sie sind ein vielversprechendes Werkzeug für die Therapie von Rückenmarksverletzung, da sie dazu beitragen, geschädigte Axone zu regenerieren und eine funktionale Wiederherstellung von Schädigungen des Nervensystems zu stimulieren. Sie werden als Stammzellen betrachtet. Die Autoren der hier vorgestellten Studie untersuchten die Auswirkungen von kontinuierlicher und modulierter 900 MHz Hochfrequenzstrahlung auf olfaktorische Hüllzellen in Zellkultur (in vitro). Im Fokus lagen hierbei verschiedene Proteine des Zellskeletts, welche unter anderem für die zelluläre Reaktion nach Verletzungen des Nervensystems verantwortlich sind. Es wurden GFAP, Vimentin und Nestin untersucht. GFAP stellt einen Marker für Astrogliose dar. Dieses Phänomen beinhaltet die Zellteilung von Gliazellen, um Ionen- und Neurotransmitterkonzentrationen aufrecht zu erhalten sowie die Blut-Hirn-Schranke zu bilden. Astrogliose tritt während der Gehirnentwicklung aber auch nach traumatischen Hirnverletzungen und bei Krankheiten auf. Vimentin ist ein Differenzierungsmarker. Nestin hingegen markiert neuronale Stammzellen und wird auch von OHZ gebildet. Außerdem wurde das OHZ-spezifisches Protein S-100 (Marker für OHZ) sowie eine mögliche Aktivierung der apoptotischen Signalkaskade (aktive Caspase-3) analysiert.
Die aufgereinigten, primären olfaktorischen Hüllzellen (OHZ) wurden in vier Gruppen unterteilt. Die Kontrollgruppe verweilte die gesamte Zeit im Inkubator und wurde nicht bestrahlt. Die scheinbestrahlte Gruppe wurde während der Versuchsdurchführung, ebenso wie die beiden bestrahlten Gruppen, von dem Inkubator in ein beheiztes Wasserbad überführt. Dort fand im Falle der beiden bestrahlten Gruppen die Exposition gegenüber Hochfrequenzstrahlung statt. Im Falle der scheinbestrahlten Gruppe war die Strahlungsquelle ausgeschaltet. Bei der einen bestrahlten Gruppe erfolgte die Belastung mit einem kontinuierlichen elektromagnetischen Feld (KW-Gruppe), während bei der anderen Gruppe ein amplitudenmoduliertes Feld (50 Hz) vorlag (MW-Gruppe). In beiden Fällen betrug die Frequenz 900 MHz. Die Bestrahlung erfolgte über 10, 15 und 20 Minuten und wurde von oben durchgeführt. Der Abstand zwischen Antenne und Probe betrug 67 cm, es wurde also eine Fernfeldbestrahlung durchgeführt. Bei beiden Befeldungsarten betrug das elektrische Feld an der Probe etwa 7 V/m. Bei der längsten Bestrahlungsdauer von 20 Minuten wurde eine Temperaturerhöhung der Proben von weniger als 0,35 °C festgestellt, damit schließen die Wissenschaftler thermische Effekte aus. Nach der Bestrahlung erfolgte eine Erfassung des Zellüberlebens mittels MTT-Assay. Die Bildung des OHZ-Markers, des Apoptose-Markers und die Proteine des Zellskeletts wurden mittels immunohistochemischen Verfahren überprüft.
Die Wissenschaftler untersuchten zuerst morphologische Veränderungen. Im Vergleich zwischen Kontrolle und Scheinbestrahlung gab es lediglich nach 20 Minuten leichte Abweichungen. Nach 15 bzw. 20 Minuten Belastung mit dem kontinuierlichen EMF (KW-Gruppe) wurde eine fortschreitende Vergrößerung der Zellen (Hypertrophie) beobachtet. Zellen, welche über 15 und 20 Minuten mit dem 50 Hz-modulierten Feld belastet wurden zeigten eine zunehmende Zellfaltenbildung sowie eine Verminderung ihrer Anzahl. Die Überprüfung des Zellüberlebens ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen Kontroll- und scheinbestrahlter Gruppe bei allen drei Zeitpunkten. Die Bestrahlung resultierte bei 10 und 15 Minuten in einer leichten Abnahme der Überlebensfähigkeit. Bei 20 Minuten war die Abnahme signifikant. Das verminderte Zellüberleben war bei dem modulierten Feld ausgeprägter als bei dem kontinuierlichen. Anschließend wurden verschiedene Markerproteine mit immunohistochemischen Methoden analysiert. Die Astrogliose- bzw. Differenzierungsmarker GFAP und Vimentin waren nach 15 und 20 Minuten Bestrahlung in der KW-Gruppe signifikant erhöht. Die MW-Gruppe hingegen zeigte weniger GFAP und Vimentin-positive Zellen. Dies spricht dafür, dass KW 900 MHz, im Gegensatz zu MW 900 MHz, Gliose und Differenzierung induziert. Außerdem wurde der OHZ-Marker S-100 überprüft. Das kontinuierliche Feld hatte bei 15-minütiger Bestrahlung keine signifikanten Auswirkungen auf die Anzahl S-100-positiver Zellen. Nach 20 Minuten Bestrahlung gab es eine leichte Erhöhung. Bei dem modulierten Feld hingegen gab es sowohl bei 15- als auch 20-minütiger Bestrahlung eine verminderte Anzahl der S-100-positiven Zellen, wobei dieser Effekt nach 20 Minuten stärker zum Tragen kam. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass das 900 MHz modulierte elektromagnetische Feld zu Zelltod führt. Als letztes Zellskelettprotein wurde Nestin untersucht. Hierbei handelt es sich um einen Marker für neuronale Stammzellen. Nach 20 Minuten Exposition gegenüber dem elektromagnetischen Feld waren die Nestin-positiven Zellen in der KW-Gruppe signifikant erhöht und in der MW-Gruppe signifikant vermindert. Um zu überprüfen, ob bzw. wie das modulierte elektromagnetische Feld denn Zelltod initiiert, wurde aktive Caspase-3 analysiert. Aktive Caspase-3 markiert eine Apoptoseaktivierung. Tatsächlich war in der MW-Gruppe nach 20 Minuten Bestrahlung eine signifikante Erhöhung Caspase-3-positiver Zellen zu beobachten. Das aktivierte Caspase-3 befand sich sowohl im Cytosol als auch im Zellkern. Bei der KW-Gruppe hingegen war nach 20 Minuten lediglich eine sehr leichte Erhöhung von Caspase-3 zu sehen. Diese Daten zeigen, dass die modulierte Strahlung Apoptose verursacht.
Die Autoren konnten demonstrieren, dass die Belastung olfaktorischer Hüllzellen mit 900 MHz-Strahlung eine Veränderung in der Organisation verschiedener Zellskelettproteine verursacht. Je nach Amplitudenmodulation wird die Bildung dieser Proteine erhöht oder vermindert. Laut den Wissenschaftlern stimuliert die erhöhte Nestin-Bildung bei der kontinuierlichen Strahlung die Selbsterneuerung der Zellen. Auch die vermehrte Bildung der anderen Proteine spräche für eine schädigende Wirkung des kontinuierlichen Feldes, welche die Fähigkeit der OHZ sich zu regenerieren stimuliere. Im Gegensatz dazu führe die Belastung mit modulierter Strahlung zu einer signifikanten Verminderung der zellulären Lebensfähigkeit, welche auf die Aktivierung des apoptotischen Signalweges zurückzuführen sei und von der verminderten Bildung der Zellskelettproteine bestätigt werde. Die Ergebnisse von Grasso et. al. bestätigen die Ergebnisse andere Wissenschaftler, welche zeigen, dass synthetische, kontinuierliche elektromagnetische Felder wesentlich weniger bioaktiv sind als reale z.B. durch Mobiltelefone ausgesendete Strahlung (vgl. ElektrosmogReport 09/2019: Vergleich von DNA-Schäden, die durch Mobilfunk und andere Arten von künstlichen elektromagnetischen Feldern verursacht werden; Anm. der Redaktion). (RH)