Erciyes University-The Scientific Research Projects of Turkey (ERUBAP); Project number: TYL-2017-7110.
Neurodegenerative Krankheiten, einschließlich Alzheimer, Multipler Sklerose, Parkinson und Amyotropher Lateralsklerose, sind mit Verlust von Neuronen und Ablagerungen von fehlgefalteten Proteinen im Gehirn assoziiert. Tierstudien haben gezeigt, dass Hochfrequenzbefeldung mit niedriger Intensität Neurodegeneration auslösen kann. Darüber hinaus weisen mehrere epidemiologische Studien darauf hin, dass auch beim Menschen eine höhere Alzheimer-Inzidenz mit hoher Hochfrequenz-Belastung verknüpft ist. Zu den pathologischen Hauptmerkmalen von Alzheimer gehören extrazelluläre Aß-Plaques und intrazelluläre Ablagerungen von hyperphosphoryliertem Tau-Protein. Physiologisches Tau-Protein ist löslich und stabilisiert die Mikrotubuli in Axonen. Mitogen-aktivierte Proteinkinasen (MAPK) spielen eine Rolle bei der zellulären Reaktion auf Stress und Hyperphosphorylierung und könnten dadurch einen wichtigen Faktor bei der Neurodegeneration von Alzheimer darstellen. Um möglichen Auswirkungen von 2,45 GHz-Befeldung auf neuropathologische Ereignisse im Gehirn zu untersuchen, erforscht die vorliegende Studie den Effekt von prä- und postnataler Befeldung, über 4 Generationen hinweg, auf die Histologie und MAPK-Signalweg im Gehirn von Ratten.
Die Versuchstiere wurden mit 2,45 GHz kontinuierlicher Hochfrequenz, 12 Stunden pro Tag befeldet. Die gemessene Leistungsdichte betrug hierbei 8,5 + /- 0,65 W/m², resultierend in einem SAR-Wert von 0,186 W/kg Ganzkörper-SAR und 0,118 W/kg Gehirn-SAR bei den erwachsenen Tieren. Der Ganzkörper-SAR der Nachkommen wurde mit 0,287 W/kg, der Gehirn-SAR mit 0,204 W/kg beziffert. Es wurden vier Versuchsgruppen, bestehend aus vier Ratten (1 männlich, 3 weiblich) gebildet: lediglich Männchen befeldet (Gruppe 1), Männchen und Weibchen befeldet (Gruppe 2), lediglich Weibchen befeldet (Gruppe 3), scheinbefeldete Kontrolle (Gruppe 4). Die Befeldung begann einen Monat vor der Befruchtung. Am 18. Tag der Trächtigkeit wurde eine weibliche Ratte aus den jeweiligen Versuchsgruppen geopfert und ihre Nachkommen wurden untersucht. Die verbleibenden zwei trächtigen Tiere beendeten die Tragezeit. Im Alter von zwei Monaten wurden wiederum 4 Ratten, ein Männchen und drei Weibchen für die Studie der zweiten Generation ausgewählt, und das Prozedere begann von Neuem. Die Befeldungsperiode endete mit der Opferung der erwachsenen Versuchstiere der vierten Generation. Histopathologische Veränderungen wurden an weiblichen Föten und weiblichen erwachsenen Exemplaren überprüft. Veränderungen der Proteinexpression im Hippocampus wurden an erwachsenen männlichen Exemplaren mittels immuno-gelektrophoretischen Methoden untersucht. Dabei fokussierten sich die Wissenschaftler auf das Tau-Protein bzw. die phosphorylierte Variante des Tau-Proteins (p-Tau), sowie Komponenten der MAPK-Signalweges (ERK1/2, p-ERK1/2, JNK, p-JNK, P38MAPK, p-P38MAPK).
Die kritischsten histopathologischen Befunde bei den weiblichen Föten, Einblutungen und ungewöhnliche zelluläre Lokalisationen im Kortex, beschrieben die Autoren bei Gruppe 1 und 2 der zweiten Generation. Außerdem wurden vaskuläre Strukturen aller befeldeten Gruppen der dritten und vierten Generation beobachtet. Auch bei den erwachsenen weiblichen Ratten wurden die stärksten histopathologischen Auswirkungen, wiederum Einblutungen und irreguläre zelluläre Lokalisationen im Kortex, bei den Exemplaren der 1. und 2. Gruppe dokumentiert. Vaskuläre Dilatationen und veränderte Zell-Lokalisation wurden in der 1. und 2. Gruppe der dritten und vierten Generation festgestellt. Die histopathologischen Veränderungen der dritten Gruppe waren im Vergleich zur Gruppe 1 und 2 geringer. Bei der Untersuchung der Hippocampi der erwachsenen männlichen Exemplare wurden signifikante Veränderungen der Proteinspiegel der MAPK-Signalweg-Komponenten sichtbar. Sowohl p-Tau als auch pERK waren bei den befeldeten Exemplaren der 1. und 3. Gruppe der zweiten Generation signifikant erhöht. Innerhalb der dritten Generation waren p-ERK, p-JNK und p-Tau bei der 1. Gruppe und p-ERK, p-P38 und gesamt-Tau bei der 2. Gruppe signifikant gesteigert. Bei der vierten Generation waren p-Tau, p-JNK und p-P38 der 1. Gruppe, p-ERK, p-JNK und p-P38 der 2. Gruppe und p-Tau der dritten Gruppe signifikant erhöht.
Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass Hochfrequenz-Befeldung mit kontinuerlichen 2,45-GHz-Wellen signifikante Veränderungen von Schlüsselkomponenten des MAPK-Signalweges bei Ratten hervorrufen konnte. Dieser Signalweg ist unter anderem an kognitiven Prozessen wie Lernen und Gedächtnis beteiligt. Auch eines der pathologischen Merkmale der Alzheimer-Krankheit, nämlich phosphoryliertes Tau-Protein, wird durch die Befeldung verändert. Darüber hinaus werden histopathologische Veränderungen des Hirngewebes als Folge der Befeldung festgestellt. (Die Autoren nehmen keinen Bezug zu den unterschiedlichen Schweregraden innerhalb der Gruppen oder der Generationen. Im Allgemeinen scheinen die Auswirkungen in Gruppe 1 und 2, also da wo männliche Elterntiere befeldet wurden, stärker zu sein als die Auswirkungen der Gruppe 3, wo lediglich weibliche Elterntiere befeldet wurden. Die Tatsache, dass die histopathologischen Befunde in den früheren Generationen schwerer ausfallen, könnte einen Hinweis darauf darstellen, dass über die Generationen hinweg nicht kumulative Wirkungen entstehen, sondern eher kompensatorische Mechanismen stärkere Auswirkungen verhindern. Ohne das Detailwissen der Autoren und weitere Versuchsdaten, handelt es sich hierbei allerdings um Aussagen spekulativer Natur, Anm. d. Red.) (RH)