Effects of radiofrequency electromagnetic field (RF- EMF) exposure on male fertility: A systematic review of experimental studies on non-human mammals and human sperm in vitro.

Die Weltgesundheitsorganisation WHO koordiniert ein internationales Projekt, welches darauf abzielt, Hinweise auf mögliche gesundheitsschädliche Auswirkungen von Hochfrequenzbefeldung zu überprüfen. Auswirkungen auf die Gesundheit des Fortpflanzungssystems wurden als vorrangig zu behandeln kategorisiert. Bei der Spermatogenese handelt es sich um einen streng regulierten Prozess, der empfindlich auf chemische und physikalische Einflüsse reagiert. Der zumindest temporäre Trend der Verschlechterung menschlicher Spermienqualität in westlichen Ländern wurde als besorgniserregend eingestuft. Aus diesem Grund sind prospektive Untersuchungen zum besseren Verständnis der raumzeitlichen Verbreitung und zugrundeliegenden Umweltfaktoren in den Fokus gerückt. Es ist bekannt, dass Erwärmung die Spermatogenese beeinträchtigen kann, aber ob Hochfrequenz eine biologische Wirkung über einen hyperthermischen Effekt hinaus besitzt, ist noch umstritten. Die vorliegende Studie hat es sich zum Ziel gesetzt folgende zwei Fragen zu beantworten: 1) Welche Wirkung hat Hochfrequenzbefeldung auf die männliche Fruchtbarkeit nicht-menschlicher Säugetiere? 2) Welche Wirkung hat Hochfrequenzbefeldung auf in vitro exponierte, menschliche Spermien?

Die Autoren analysierten „peer-reviewte“, kontrollierte experimentelle Studien, welche in einer der drei Datenbanken NCBI Pubmed, Scopus und EMF Portal veröffentlich wurden. Sowohl bei den Tier- als auch in vitro-Versuchen wurden lediglich Studien einbezogen, die entweder schein-befeldete oder gleich-temperierte Kontrollen verwendeten. Ausschlusskriterien für die Tierversuchsstudien beinhalteten unter anderem Co-Exposition von Hochfrequenz und anderen Agenzien, unzureichende Befeldungscharakterisierung (z.B. nicht-GSM-Mobiltelefone als Befeldungsquelle, wenn die Feldparameter nicht zusätzlich gemessen oder berechnet wurden) und unzureichende Daten zur Ergebnisbewertung (z.B. qualitative, nicht-quantitative toxische Auswirkungen und als unzulässig erklärte Methoden oder als ungültig erklärte Endpunkte, wie Auswirkungen auf antioxidative Schutzenzyme bzw. Lipidperoxidation als Marker für oxidativen Stress. Auch genotoxische Wirkungen auf Hodenzellen wurden als nicht relevant für die Bewertung der männlichen Fruchtbarkeit angesehen). Als Ausschlusskriterien für die in vitro-Studien an menschlichen Spermien galten unter anderem Studien an nicht-menschlichen Spermien oder anderen Zelltypen und unzureichende Befeldungscharakterisierung (siehe oben). Von insgesamt 1335 identifizierten Tierstudien wurden 117 Veröffentlichungen in der Übersichtsarbeit analysiert. 76 Studien wurden in Ratten, 38 in Mäusen und jeweils eine Studie in Hamstern, Meerschweinchen und Kaninchen durchgeführt. Die Studien wurden zwischen 1962 und 2022 veröffentlicht. Von 869 in vitro-Studien an menschlichen Spermien wurden 10 in der Übersichtsarbeit berücksichtigt. 3 der 10 Studien beinhalteten Auswirkungen auf Spermien weniger fruchtbarer Spender, der Rest untersuchte die Hochfrequenzwirkung auf die Spermien fertiler Spender. Die in vitro-Studien wurden zwischen 1980 und 2016 veröffentlicht. Die Autoren betrachteten 4 Aspekte als relevant für die Bewertung der männlichen Fruchtbarkeit anhand von Tierversuchen: i) Verringerung der Fruchtbarkeit, ii) Auswirkungen auf die Spermienqualität, bewertet anhand von WHO-Kriterien oder anderen Biomarkern iii) toxische Wirkung auf die Fortpflanzungsorgane, iv) hormonelle Auswirkungen anhand des Testosteronspiegels (Wirkungen auf andere Hormone wurden als nicht relevant angesehen, Anm. d. Redaktion). Als zuverlässige Indikatoren für die menschliche Spermienqualität wurden die WHO-Parameter für Spermienqualität sowie DNA- bzw. Chromatinveränderungen angesehen. Außerdem wurden Subgruppenanalysen zur Bewertung der Datenheterogenität sowie eine Dosis-Wirkungs-Analyse angefertigt. Die Autoren führten eine Bewertung des Verzerrungsrisikos (Risk of Bias) sowie der Zuverlässigkeit (Certainty assessment) durch. Unabhängig vom allgemeinen Verzerrungsrisiko wurde zusätzlich eine Bewertung der Publikationsverzerrung (Reporting bias) vorgenommen. In der statistischen Auswertung wurden nur Studien berücksichtigt, deren Verzerrungsrisiko als gering oder moderat bewertet wurde.

Zunächst wurden die 117 Tierstudien analysiert. Bezüglich des i) Aspektes, Verringerung der Fruchtbarkeit, wurden drei Endpunkte bewertet: 1) Rate der unfruchtbaren Männchen, 2) Anzahl der nicht-trächtigen Weibchen im Verhältnis zur Gesamtzahl der verpaarten Weibchen und 3) Wurfgröße. Bei dem zweiten Endpunkt wies die Meta-Analyse auf eine statistisch signifikante Auswirkung der Hochfrequenz auf die männliche Fruchtbarkeit hin. Eine Befeldung männlicher Exemplare mit mehr als 5 W/kg führte zu einer signifikant verminderten Trächtigkeitsrate. Die Rate der unfruchtbaren Männchen sowie die Wurfgröße waren nach Befeldung nicht signifikant verändert. Bezüglich des ii) Aspektes, Auswirkungen auf die Spermienqualität erfolgte eine Auswertung der 1) Spermienanzahl, 2) Spermienmorphologie, 3) Spermienvitalität und 4) Veränderungen der Spermien DNA/des Chromatins. Alle vier Kriterien wiesen auf eine statistisch signifikante schädigende Wirkung der Hochfrequenz auf die Spermienqualität hin. Bei der Überprüfung der iii) toxischen Wirkung auf die Fortpflanzungsorgane wurden 1) Gewicht der Hoden und Nebenhoden 2) Histomorphometrie der Hoden 3) Histologie der Hoden und Nebenhoden 4) Zellsterben im Hodengewebe 5) Spermienproduktion im Hoden analysiert. Die statistische Auswertung zeigte wiederum eine signifikante schädigende Wirkung der Hochfrequenz bei allen fünf ausgewerteten Endpunkten. Die Überprüfung des Testosteronspiegels zeigte signifikante Verminderung als Konsequenz der Hochfrequenzbefeldung. Bei den in vitro-Studien an menschlichen Spermien wurden Morphologie, Vitalität und DNA/Chromatin-Veränderungen ausgewertet, wobei sowohl Morphologie als auch Vitalität statistisch signifikante Verschlechterungen nach Befeldung aufwiesen. Es wurden keine Hinweise auf signifikante Veränderungen der DNA- bzw. Chromatinintegrität gefunden. Bei der Bewertung der Zuverlässigkeit (Certainty assessment) nach GRADE-Ansatz wurde, in Abhängigkeit davon, welche Kriterien erfüllt wurden, eine Herabsetzung auf mäßig, gering oder sehr gering vorgenommen. Obwohl eine Dosis-Wirkungs-Beziehung in der Übersichtsarbeit untersucht wurde, war der einzige Faktor, der zu einer Höherstufung der Zuverlässigkeit führte, eine Konsistenz zwischen verschiedenen Spezies. Zu einer Herabstufung führte unter anderem ein moderates Verzerrungsrisiko, Publikationsverzerrung und Inkonsistenz zwischen den Studien. Nach der Herabstufung der Evidenz durch die Zuverlässigkeitsbewertung ergibt sich eine moderate Sicherheit, dass Hochfrequenzbefeldung die Schwangerschaftsrate reduziert. Außerdem existiert eine moderate Sicherheit, dass die Wurfgröße nicht negativ durch die Hochfrequenz beeinflusst wird. Mit geringer Sicherheit wird die Evidenz bewertet, dass die Hochfrequenzbelastung die Spermienzahl verringert. Bei allen anderen Ergebnissen der Tier- und in vitro-Studien wird die Sicherheit als sehr gering angegeben.

Diese von der WHO in Auftrag gegebene und mitfinanzierte Übersichtsarbeit weist darauf hin, dass Hochfrequenzbefeldung negative Auswirkungen auf die männliche Fruchtbarkeit besitzt. Im Gegensatz zu Verminderung der Trächtigkeitsrate, welche erst bei 5 W/kg statistisch signifikant wird und damit thermische Wirkungen nicht auszuschließen sind, ist der Abnahme der Spermienzahl SAR-Wert unabhängig signifikant. In Anbetracht dessen, dass die männliche Fruchtbarkeit in westlichen Ländern abnimmt, sollten die Ergebnisse dieser Meta-Analyse von politischen Entscheidungsträgern beachtet werden. (Unter allen analysierten Endpunkten wird lediglich bei der Wurfgröße statistisch signifikant kein Zusammenhang zur Hochfrequenzbefeldung beschrieben. Das lässt den Umkehrschluss zu, dass die restlichen Kriterien weiterhin im Verdacht stehen, die männliche Fruchtbarkeit einzuschränken. Dies sollte aufgrund des geltenden Vorsorgeprinzips ausreichen, um ein verantwortungsbewusstes Handeln von Entscheidungsträgern anzuregen, Anm. d. Redaktion). Verstärkend kommt hinzu, dass die Bewertung der Zuverlässigkeit äußerst stringent durchgeführt wurde. Viele Studien wurden aufgrund unzureichender Expositionscharakterisierung aus der Übersichtsarbeit ausgeschlossen, und ein großer Teil der einbezogenen Studien wurde aus ähnlichen Gründen als „moderat“ oder „hoch“ für ein Verzerrungsrisiko eingestuft. (Ob diese Einstufung immer sinnvoll ist, ist in Anbetracht verschiedener Ausschlusskriterien durchaus zu diskutieren. Warum nicht-GSM-Mobiltelefone eine gesonderte Dosimetrie erfordern, obwohl diese uns abseits von Laboren ubiquitär begegnen, könnte als fraglich bewertet werden. Ebenso könnte kritisch betrachtet werden, warum keine Studien einbezogen wurden, welche oxidativen Stress anhand von Lipidperoxidation und Erschöpfung antioxidativer Schutzenzyme untersuchen, zumal oxidativer Stress mechanistisch eine Verminderung der Fruchtbarkeit erklären könnte. Anm. d. Redaktion). (RH)