Author(s):
Pandey N*, Giri S, Das S, Upadhaya P.
* Molecular Cytogenetic Laboratory, Department of Life Science and Bioinformatics, Assam University, Silchar, Assam.
India
Published in:
Toxicol Ind Health 2017; 33 (4): 373-384
Published: 01.04.2017
on EMF:data since 14.05.2017
Further publications: Studie gefördert durch:

University Grants Commission (UGC), Department of Science and Technology (DST), India.

Keywords for this study:
DNA damage  |  Cell cycle  |  Effects on testes/sperm, fertility
Medical/biological studies
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Radiofrequency radiation (900 MHz)-induced DNA damage and cell cycle arrest in testicular germ cells in swiss albino mice.

Original Abstract

Source: PubMed
Exposure:

900 MHz
2,717–0,284 W/m² (abhängig von der Entfernung des Tieres von der Antenne)
SAR = 0,0516 – 0,0054 W/kg

EMF:data assessment

Summary

Männliche Unfruchtbarkeit ist ein wachsendes Problem weltweit. Bei fast der Hälfte kennt man die Ursache nicht. Ein schädlicher Faktor in der Umwelt könnte die Mobilfunkstrahlung sein. Spermienentwicklung ist ein komplexer und stark synchronisierter Prozess, der durch Veränderungen gestört werden kann. Am häufigsten tritt verminderte Spermienzahl auf. Auch wenn es widersprüchliche Forschungsergebnisse in Bezug auf zelluläre und molekulare Veränderungen durch 900-MHz-Mobilfunkstrahlung gibt, können biologische Wirkungen nicht ausgeschlossen werden. Die weite Verbreitung von Mobiltelefonen führte zu der Untersuchung auf Veränderungen der männlichen Keimzellen direkt nach Einwirkung der Mobilfunkstrahlung und nach einer Erholungsphase.

Study design and methods

Männliche Swiss Albino-Mäuse wurden in 5 Gruppen zu je 15 Tieren eingeteilt. Eine Gruppe war die unbestrahlte Kontrolle, zweimal 2 Gruppen wurden 4 bzw. 8 Stunden täglich mit einer Leistungsflussdichte von 2,717–0,284 W/m2 (abhängig von der Entfernung des Tieres von der Antenne) 35 Tage lang bestrahlt, die SAR betrug 0,0516–0,0054 W/kg. Nach den 35 Tagen (35 Tage ist ein Entwicklungszyklus der Spermien bei Mäusen) wurde eine Hälfte der Tiere sofort getötet und untersucht, die 2. Hälfte lebte 35 Tage ohne Bestrahlung weiter (Erholungsphase) und wurde dann untersucht auf Spermienzahl, missgebildete Spermienkopfformen, Histologie des Hodens, DNA-Gehalt, DNA-Strangbrüche und das Mitochondrienmembranpotenzial in den Keimzellen.

Results

Es gab einen statistisch signifikanten Anstieg im Schädigungsindex in den Keimzellen und Defekten in den Spermienköpfen in allen 4 bestrahlten Gruppen, höher bei 8 als bei 4 Stunden. Bei den Tieren nach der Erholungsphase waren die Defekte bei 4 Stunden 1,5 - und bei 8 Stunden 1,7-fach geringer. Die Bestimmung der Keimzell-Subtypen zeigte in den Mäusehoden eine 2,5-fach erhöhte Anzahl von Spermatogonien und signifikante Abnahme der Spermatiden und eine geringere Spermienzahl bei den bestrahlten Tieren. Der Entwicklungszyklus der Spermienzellen ist gestört. Die im Mikroskop sichtbaren morphogenetischen Veränderungen bestanden in Atrophie des Epithels der Samenkanälchen, charakterisiert durch ausstoßen von unreifen Keimzellen in das Lumen der Kanälchen, in den bestrahlten Gruppen zu einem 10- bis 12-fach höheren Prozentsatz als in den Kontrollen. Nach 35 Tagen kam es zu 4-fach erhöhter Erholung in der 4-Stunden-Gruppe und zu 3-facher in der 8-Stunden-Gruppe. Es scheint, als würde die 8-Stunden-Bestrahlung zu langsamerer Erholung führen. Auch die Atrophie, die Schädigung des Epithels und die anderen Veränderungen waren nach 35 Tagen geringer. Bei den DNA-Untersuchungen zeigte sich durchschnittlich signifikant geringere Kopf-DNA bei den bestrahlten Tieren, die Strangbrüche waren signifikant erhöht gegenüber der Kontrolle, aber nach 35 Tagen Erholung signifikant zurückgegangen. An den Mitochondrienmembranen der Hodenzellen erzeugte die 900-MHz-Strahlung Depolarisation, es gab einen fast 7-fachen Anstieg der Zellen mit depolarisierten Mitochondrienmembranen bei den bestrahlten Tieren, was zu Destabilisierung der zellulären Redox-Homöostase führte. Nach 35 Tagen Erholung war die Anzahl der Zellen mit depolarisierten Mitochondrienmembranen geringer.

Conclusions

Die Ergebnisse zeigen eine Beeinträchtigung der Spermienentwicklung durch ausgedehnte DNA-Schädigung in den unreifen Spermienzellen in den Hoden. Die 900-MHz-Strahlung kann bei Ganzkörper-Bestrahlung unterhalb der ICNIRP-Grenzwerte die Spermiencharakteristiken in den Mäusehoden durcheinander bringen. Die Schädigung ist nach mehreren Zyklen reversibel. Die erhöhte Anzahl von defekten Spermien könnte auf Chromosomenaberrationen der Spermien beruhen, auf Punktmutationen in der Hoden-DNA, veränderte Spermiendifferenzierung oder Lipidperoxidation in den Spermienmembranen.