Author(s):
Othman H*, López-Furelos A, Leiro-Vidal JM, Ammari M, Sakly M, Abdelmelek H, Salas-Sánchez AÁ, Ares-Pena F, López-Martín E.
* Laboratory of Integrative Physiology, Faculty of Sciences of Bizerte, University of Carthage, 7021 Jarzouna, Tunisia.
Spain
Published in:
Int J Mol Sci 2021; 22 (10): 5103
Published: 12.05.2021
on EMF:data since 21.09.2021
Further publications: Studie gefördert durch:

Partly by the FEDER/Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades-Agencia Estatal de Investigación (Project TEC2017-86110-R) with financial support of the Tunisian Ministry of Higher Education and Scientific Research. The work of A.Á.S.-S. is supported by the Xunta de Galicia Postdoctoral Fellowship, reference ED481B 2018/008.

Keywords for this study:
DNA damage
Medical/biological studies
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Exposure to 2.45 GHz radiation triggers changes in HSP-70, Glucocorticoid Receptors and GFAP biomarkers in rat brain.

Original Abstract

Brain tissue may be especially sensitive to electromagnetic phenomena provoking signs of neural stress in cerebral activity. Fifty-four adult female Sprague-Dawley rats underwent ELISA and immunohistochemistry testing of four relevant anatomical areas of the cerebrum to measure biomarkers indicating induction of heat shock protein 70 (HSP-70), glucocorticoid receptors (GCR) or glial fibrillary acidic protein (GFAP) after single or repeated exposure to 2.45 GHz radiation in the experimental set-up. Neither radiation regime caused tissue heating, so thermal effects can be ruled out. A progressive decrease in GCR and HSP-70 was observed after acute or repeated irradiation in the somatosensory cortex, hypothalamus and hippocampus. In the limbic cortex; however, values for both biomarkers were significantly higher after repeated exposure to irradiation when compared to control animals. GFAP values in brain tissue after irradiation were not significantly different or were even lower than those of nonirradiated animals in all brain regions studied. Our results suggest that repeated exposure to 2.45 GHz elicited GCR/HSP-70 dysregulation in the brain, triggering a state of stress that could decrease tissue anti-inflammatory action without favoring glial proliferation and make the nervous system more vulnerable.

Keywords

2.45 GHz radiation | GFAP | glucocorticoid receptor | HSP-70 | nonionizing radiation

Exposure:

2450 MHz

EMF:data assessment

Summary

Die Nutzung der ohnehin weitverbreiteten 2,45 GHz-Strahlung nimmt zu und wirft Fragen über mögliche Gesundheitsrisiken, insbesondere für das Nervensystem, auf. Die Autoren der hier vorgestellten Studie untersuchen drei verschiedene Stress-Biomarker in vier verschiedenen Hirnarealen, nach einmaliger und wiederholter Bestrahlung. Bei den Biomarkern handelt es sich um das Hitzeschockprotein-70 (HSP-70), Glucocorticoidrezeptroren (GCR) sowie das saure Gliafaserprotein (GFAP). Hitzeschockproteine werden als Reaktion auf verschiedene Stressfaktoren hochreguliert, um die Zelle durch Reparatur oder Abbau geschädigter Proteine zu schützen. Glucocorticoidrezeptoren regulieren eine Reihe von zellulären Prozessen, durch das Andocken von Glucocorticoidhormonen. GCR gelten als Biomarker für Zellstress, da ihr Syntheseniveau von Faktoren wie Alter oder Stress beeinflusst werden kann. Das saure Gliafaserprotein aktiviert Astrozyten als Antwort auf Stress oder Verletzungen. Erhöhte GFAP-Werte sind ein zuverlässiger Marker für Hirnverletzungen. Bei den vier verschiedenen Hirnarealen handelt es sich um den somatosensorischen Cortex, den limbischen Cortex, den Hypothalamus sowie den Hippocampus.

Source: ElektrosmogReport September 2021 | 27. Jahrgang, Nr. 3

Study design and methods

Insgesamt 54 weibliche Sprague-Dawley Ratten wurden zufällig in drei Gruppen (A, B, C) unterteilt. Gruppe A wurde einmalig für 30 Minuten mit 2,45 GHz Hochfrequenz belastet bzw. schein-belastet. 90 Minuten nach der Bestrahlung wurden die Tiere getötet und ihre Gehirne für die Analysen (ELISA sowie immunohistochemische Methoden) entnommen. Gruppe B wurde genauso behandelt, allerdings wurden die Tiere 24 Stunden nach der Bestrahlung getötet. Bei Gruppe C hingegen erfolgte eine Befeldung für 30 Minuten am Tag über zwei Wochen, wobei die Tiere lediglich an Wochentagen bestrahlt bzw. scheinbestrahlt wurden (insgesamt 10 Befeldungen). Gruppe C wurde ebenfalls 90 Minuten nach der letzten Bestrahlung getötet. Die Befeldung erfolgte mit 3 W, 40 V/m und resultierte in einer Ganzkörper SAR von 0,04 W/kg bzw. Gehirn SAR von 0,07–0,08 W/kg. Die Hochfrequenz erwärmte die Gewebe nicht, sodass thermische Wirkungen ausgeschlossen werden können.

Results

In allen untersuchten Szenarien gab es für das HSP-70 Protein lediglich im limbischen Cortex und nach wiederholter Bestrahlung (Gruppe C) eine signifikante Erhöhung. Bei allen anderen Versuchsansätzen wurden keine statistisch signifikanten Daten erzielt bzw. Gruppe A zeigte im Hippocampus sogar eine statistisch signifikante Verminderung von HSP-70. Für die GCR zeichnete sich ein vergleichbares Bild: lediglich bei Gruppe C und im limbischen Cortex konnte eine statistisch signifikante Erhöhung festgestellt werden. In allen anderen Szenarien wurden entweder nicht-signifikante Daten oder sogar eine Verminderung der GCR festgestellt. Für GFAP konnten die Wissenschaftler im limbischen Cortex, dem Hypothalamus sowie Hippocampus bei der Gruppe C eine statistisch signifikante Verringerung demonstrieren. Die anderen Szenarien lieferten statistisch nicht-signifikante Daten. Als Antwort auf Zellstress durch die Hochfrequenzstrahlung wäre eine Erhöhung zumindest der Biomarker HSP-70 und GFAP zu erwarten gewesen (Anm. d. Redaktion). Die Autoren sprechen in diesem Zusammenhang von einer Hyposuppression bzw. Unempfindlichkeit gegenüber des Stressreizes Hochfrequenz. Dies könnte durch die Verminderung der GCR sowie von Transportproteinen ausgelöst werden. Des Weiteren ist bemerkenswert, dass die Immobilisation, welche während der Bestrahlung der Tiere notwendig ist, bereits einen Stressreiz auslöst. Dies könnte mit dem Stressfaktor Hochfrequenz interferieren, Auswirkungen auf die Daten sollten allerdings durch die Scheinbestrahlung der Kontrolltiere ausgeschlossen werden. (Anm. d. Redaktion)

Conclusions

Die Daten der Wissenschaftler sind nicht vollständig konsistent (Anm. d. Redaktion). Sie schlussfolgern, dass eine wiederholte Belastung mit 2,45 GHz eine Dysregulation von HSP-70 und GCR verursache. Diese löse einen Stresszustand aus, der eine entzündungshemmende Reaktion verringern könne, ohne die Gliazellteilung zu begünstigen. Weitere Forschungsergebnisse seien notwendig um herauszufinden, ob die durch wiederholte Befeldung mit 2,45 GHz ausgelöste Dysfunktion ein Faktor in der Pathogenese von Störungen des Nervensystems sein könne. (RH)