Impact of GSM-EMW exposure on the markers of oxidative stress in fetal rat liver.

Die Hauptfunktion der Leber, dem größten inneren Organ des menschlichen Körpers, besteht in der Entgiftung des Körpers. Durch den Leberstoffwechsel entstehen freie Radikale, die durch enzymatische und nicht-enzymatische Schutzmechanismen entschärft werden. Eine Überbelastung dieser Schutzmechanismen könnte jedoch den oxidativen Stress in der Leber erhöhen und zu Leberschäden führen. Eine Vielzahl von Studien weist darauf hin, dass Mobilfunk bzw. Hochfrequenz in der Lage ist, oxidativen Stress in diversen Organen zu induzieren. Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkung von hochfrequenter (900 MHz) Befeldung auf oxidativen Stress, entzündliche und apoptotische Parameter in der Leber von Ratten-Embryonen bzw. -Föten zu unterschiedlichen Entwicklungszeitpunkten.

Die trächtigen Ratten wurden 24h pro Tag vom ersten Tag der Trächtigkeit bis zur Entnahme der Proben mit 900 MHz und 25 ± 0,4 V/m befeldet. Der SAR-Wert des Lebergewebes wurde mit 0,768 W/kg angegeben. Die befeldeten Embryos bzw. Föten wurden am Tag 7,5, 11,5, 15,5 und 19,5 post coitus (pc) untersucht. Die Kontrollen wurden nicht-befeldet. An Tag 7,5 pc wurden die gesamten Embryonen analysiert, zu den anderen drei Zeitpunkten wurde die Leber extrahiert. Der 7,5te Embryonaltag stellt das Ende des Gastrula-Stadiums dar, 11,5te den Beginn des Embryonalstadiums, 15,5te das Ende der Metamorphose des Embryos und 19,5te das zweite fötale Stadium. Die Wissenschaftler analysierten die Lipidperoxidation (MDA) und Konzentrationen der antioxidativen Schutzenzyme SOD, GPx und CAT. Bei SOD wurde zwischen mitochondrialer und cytosolischer Fraktion differenziert. Auch die relative Enzymaktivität (Aktivität/Gewicht Protein) wurde bestimmt. Außerdem wurde die Proteinexpression auf mRNA-Ebene von SOD1, GPx1, CAT, Nrf-2, ICAM-1 und Akt1 mittels quantitativer real-time PCR (q-RT-PCR) bestimmt. (Der Marker für oxidativen Stress Nrf-2 schützt die Zelle vor oxidativen und entzündlichen Prozessen, der Apoptosemarker Akt-1 ist an einer Reihe von zellulären Prozessen wie z.B. Apoptose und Zellteilung beteiligt und der Entzündungsmarker ICAM-1 stellt ein pro-inflammatorisches Zytokin dar, Anm. d. Redaktion). Außerdem wurde die Proteinexpression von Nrf-2 auf Proteinebene mittels Western Blot untersucht.

Die Lipidperoxidation war bei den befeldeten Embryonen lediglich an Tag 15,5 pc erhöht, während in früheren Entwicklungsstadien (Tag 7,5 und 11,5 pc) und dem späten fötalen Entwicklungsstadium (Tag 19,5 pc) eine verminderte Lipidperoxidation im Vergleich zu den unbefeldeten Kontrollen festgestellt wurde. Auch die Proteinkonzentrationen der antioxidativen Schutzenzyme verhalten sich inkonsistent. Beim mitochondrialen SOD wurde eine signifikante Erhöhung der Proteinkonzentration am Tag 11,5 und 19,5 pc festgestellt. An Tag 15,5 pc wurde signifikant weniger mitochondriales SOD-Protein gefunden. Im Gegensatz dazu war die cytosolische SOD-Konzentration in der 15,5-pc-Gruppe signifikant erhöht, während es bei der 19,5-pc-Gruppe signifikant verringert war. Die nicht erwähnten Konstellationen waren statistisch nicht signifikant verändert. Der GPx-Spiegel war lediglich in der 11,5-pc-Gruppe signifikant verringert, alle anderen untersuchten Gruppen wiesen keine signifikanten Veränderungen auf. Der CAT-Spiegel war in der 19,5-pc-Gruppe signifikant verringert, in allen drei anderen Gruppen signifikant erhöht. Die relative Aktivität des mitochondrialen SOD war in allen vier Gruppen im Vergleich zu den Kontrollen signifikant verringert. Die relative cytosolische SOD-Aktivität war ausschließlich in der 15,5-pc-Gruppe dezimiert, in den anderen drei Gruppen erhöht. Die relative GPx-Aktivität war in der 11,5- und 15,5-Gruppe signifikant erhöht, im frühesten und spätesten Entwicklungsstadium jedoch statistisch nicht signifikant verändert. Die relative CAT-Aktivität verhielt sich konsistent mit der CAT-Proteinkonzentration im Lebergewebe: Im Vergleich zu den Kontrollen war sie nur in der 19,5-Gruppe signifikant vermindert, in den anderen drei Gruppen signifikant erhöht. Die mRNA-Expression von SOD1 war ausschließlich bei der 15,5-pc-Gruppe im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollgruppen signifikant erhöht, in den anderen drei Gruppen signifikant verringert. Die GPx1-mRNA-Expression, war im ersten Stadium signifikant verringert, bei 11,5 und 15,5 signifikant erhöht und war im letzten Stadium nicht signifikant verändert. Die CAT-mRNA-Expression fluktuierte zwischen verringert-erhöht-verringert-erhöht bei den jeweiligen Entwicklungsstadien und war in allen Fällen signifikant verändert. Nrf-2-mRNA-Expression war in den exponierten Gruppen im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollen kontinuierlich signifikant verringert. Die Akt1-Expression auf RNA-Ebene war in der 15,5-pc-Gruppe herunterreguliert, in den anderen drei Gruppen gesteigert. Bei ICAM-1 war die RNA-Expression in den ersten drei Entwicklungsstadien signifikant herabreguliert und im späten Embryonalalter signifikant erhöht. Die Protein-Expression von Nrf-2 unterschied sich nicht signifikant zwischen befeldeter und Kontrollgruppe.

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, wie komplex das Zusammenspiel zwischen Mobilfunk und Organismus sein kann. Die Autoren interpretieren die nicht-konsistenten Daten der jeweiligen Embryonalalter folgendermaßen: Die Daten wiesen darauf hin, dass eine 24/7 Befeldung mit GSM-Mobilfunk während der Embryonalentwicklung von Ratten, in Abhängigkeit des Entwicklungsstadiums, bestimmte Auswirkungen auf den oxidativen Stress sowie apoptotischen und entzündlichen Status in der Leber haben könnte. Im Falle des 15,5 Tages post coitus (Ende der embryonalen Metamorphose) reflektieren diese Auswirkungen oxidativen Stress, verringerte Aktivität von SOD sowie CAT und verringerte Genexpression der untersuchten zellulären Marker Nrf-2, Akt1 und ICAM-1. Außerdem sei eine signifikante Reduktion der mitoSOD und CAT-Aktivitäten in fast allen Entwicklungsstadien zu beobachten gewesen. Die verringerte Lipidperoxidation in den früheren und späteren Altern der Embryonalentwicklung erklären die Autoren über kompensatorische, protektive Effekte der Muttertiere (Tag 7,5 und 11,5 pc). Möglicherweise sei dann im späteren, fötalen Stadium (Tag 19,5 pc) der Embryo selbst in der Lage, die schädlichen Mobilfunkwirkungen zu kompensieren. (RH)