Gewichtsentwicklung

Käfigkontrolltiere, bei denen nicht die Körpertemperatur gemessen und die nicht in den Röhren fixiert wurden. Dieses konnte bei beiden Geschlechtern, sowohl bei der Befeldung mit einer Frequenz von 902 MHz als auch bei der Befeldung mit einer Frequenz von 1747 MHz beobachtet werden. Zwischen den scheinbefeldeten und den befeldeten, sowie beim Vergleich der befeldeten „Dosis“-Gruppen (niedrige, mittlere, hohe SAR) der jeweiligen Frequenz untereinander konnten keine Gewichtsunterschiede festgestellt werden. Da sowohl das Gewicht der scheinexponierten als auch das der exponierten Mäuse im Vergleich zu den Kontrolltieren niedriger war, kann eine signifikante Beeinflussung des Körpergewichts durch die elektromagnetischen Felder ausgeschlossen werden. Die geringere Gewichtszunahme ist auf den Stress durch die Röhrenfixation und die damit erhöhte Stoffwechselrate zurückzuführen.

Schon bei einem einmaligen 6-stündigen Aufenthalt in einer Fixationsröhre (ohne Befeldung) stellten DÖRR und BREITNER (1995) bei weiblichen C3H/Neu-Mäusen fest, dass die Tiere bis zu 1 g an Körpergewicht verloren hatten. Diesen Gewichtsverlust führten sie aber hauptsächlich auf den Flüssigkeitsverlust zurück, da die Tiere während des Aufenthalts in den Röhren kein Wasser aufnehmen konnten.

Ein ähnliches Ergebnis berichteten HEIKKINEN et al. (2001). Sie exponierten röhrenfixierte, weibliche CBA/S-Mäuse mit einem kontinuierlichen oder einem 217 Hz-gepulsten EM-Feld der Frequenz 902,4 MHz (SAR 1,5 W/kg). Die Expositionsdauer betrug 1,5 Stunden pro Tag, 5 Tage pro Woche über 78 Wochen. Die Mäuse wurden allerdings vor Beginn der EMF-Exposition einer ionisierenden Strahlung (3 x 1,33 Gy innerhalb einer Woche) ausgesetzt, da in dieser Studie eine möglicherweise tumorpromovierende Wirkung HF-EM-Felder untersucht werden sollte. Es wurden auch einige Mäuse als Käfigkontrolltiere gehalten. HEIKKINEN et al. (2001) stellten in ihrer Untersuchung fest, dass sich das Gewicht der Mäuse zwischen den befeldeten und den scheinbefeldeten Gruppen nicht unterschied. Die Käfigkontrolltiere waren aber am Ende der 78-wöchigen Studie bis zu 10 g schwerer. Allerdings wurden diese Tiere vor der Beginn der Expositionen im Gegensatz zu den EMF exponierten Mäusen nicht der ionisierenden Strahlung ausgesetzt, so dass die geringere Gewichtszunahme der Mäuse in Studie von HEIKKINEN et al. (2001) nicht ausschließlich auf die Röhrenfixation zurückzuführen ist, sondern auch durch die Exposition mit der ionisierenden Strahlung vor der elektromagnetischen Befeldung beeinflusst sein könnte.

FREI et al. (1998) exponierten in einer Untersuchung 100 weibliche C3H/HeJ-Mäuse (freibeweglich) in ihren Käfigen mit einem kontinuierlichen EM-Feld der Frequenz 2450 MHz. Die SAR betrug 0,3 W/kg und die Tiere wurden 20 Stunden pro Tag, 7 Tage pro Woche über 18 Monate befeldet. Auch sie stellten zwischen den exponierten Mäusen und einer Gruppe von 100 scheinexponierten Mäusen hinsichtlich der Gewichtsentwicklung keine Unterschiede fest.

Zu einem vergleichbaren Ergebnis kamen JAUCHEM et al. (2001). Auch sie konnten in ihrer Studie keine Gewichtsunterschiede zwischen einer exponierten und einer scheinexponierten Gruppe von weiblichen C3H/HeJ-Mäusen feststellen. In ihrer Untersuchung wurden die Mäuse mit einem Ultrabreitband-Feld, das einen breiten Frequenzbereich einschließlich den Hochfrequenzbereich (eine genauere Beschreibung des Feldes fehlt) abdeckt, freibeweglich in Käfigen exponiert. Außerdem wurden die Mäuse nur einmal in der Woche 2 Minuten (über 12 Wochen) mit diesem EM-Feld, dessen SAR lediglich 9,8 mW/kg betrug, befeldet.

Zusammenfassend kann eine Beeinflussung des Körpergewichts der Mäuse durch die elektromagnetischen Felder und Expositions“dosen“ in dieser 4-Wochen-Studie ausgeschlossen werden.

Die vierwöchige Exposition der Mäuse mit modulierten EM-Feldern der Trägerfrequenzen 902 MHz und 1747 MHz hatten keinen Einfluss auf das Gewicht der Organe Leber, Milz, Nieren, Thymus, Nebennieren, sowie bei den Männchen auf die Hoden. Zwischen den befeldeten Gruppen (hohe, mittlere und niedrige SAR) und den scheinbefeldeten Gruppen konnten keine signifikanten Organgewichtsunterschiede festgestellt werden. Auch beim Vergleich der Expositionsgruppen der jeweiligen Frequenz (902 MHz bzw. 1747 MHz) konnten keine signifikanten Unterschiede bei den Organgewichten festgestellt werden.

Allerdings war bei den scheinbefeldeten Gruppen das Gewicht der Leber, der Milz, der Nieren sowie bei den Weibchen des Thymus im Vergleich zu den Käfigkontrolltieren signifikant niedriger.

5.4.3. Organgewichte

Organgewichte von Mäusen nach einer Langzeitbefeldung mit elektromagnetischer Strahlung sind nur bei schon oben beschriebenen Studie von HEIKKINEN et al. (2001) publiziert. Zum Zeitpunkt der Sektion bzw. der Bestimmung des Organgewichts waren die Mäuse in ihrer Untersuchung 19 Monate alt. Es zeigte sich, dass auch bei HEIKKINEN et al. (2001) das absolute Gewicht der Leber (1,54 g) und der Milz (0,07 g) bei den Tieren der scheinexponierten Gruppe signifikant niedriger war als das der Käfigkontrolltiere (1,78 g bzw.

0,09 g). Das Leber- und Milzgewicht der exponierten Tiere war ebenfalls um ca. 0,12 g bzw.

0,1 g niedriger als das der Kontrolltiere, dieser Unterschied war aber nicht signifikant. Es ist aber, wie beim Vergleich der Gewichtsentwicklung, zu beachten, dass die exponierten bzw.

scheinexponierten Mäuse in der Untersuchung von HEIKKINEN et al. (2001) im Gegensatz zu den Kontrolltieren vor Beginn der Expositionen einer ionisierenden Strahlung ausgesetzt waren. Daher ist das niedrigere Leber- bzw. Milzgewicht der röhrenfixierten (exponierten und scheinexponierten) Tiere nicht allein auf die Befeldung zurückzuführen.

Ursache für die das niedrigere Gewicht der Milz und bei den Weibchen des Thymus der röhrenfixierten Tiere gegenüber den Kontrolltieren ist der durch die Fixation induzierte Stress.

Die durch den Stress erhöhte Ausschüttung von Kortikosteron und anderer Glukokortikoide hemmen den zellulären Stoffwechsel (verminderte Portein- und Nukleinsäuresynthese) von Lymphozyten im lymphatischen Gewebe (u.a. Milz und Thymus), was zu typischen Degenerationserscheinungen und schließlich zur Lysis dieser Zellen führt, wodurch sich das Gewicht der betroffenen Organe verringert. Bei Leber und Nierenzellen kann eine längerandauernde erhöhte Glukokortikoidausschüttung eine Vakuolisierung und dadurch ein Absterben der Zellen bewirken (DÖCKE 1994), was die erniedrigten Leber- und Nierengewichte erklärt.

Da die erniedrigten Organgewichte der Tiere alle röhrenfixierten Gruppen betrafen, also auch die scheinexponierten Tiere, konnte eine Beeinflussung der Organgewichte nach der vierwöchigen Exposition bei 902MHz und 1747 MHz nicht festgestellt werden.

Die Mäuse wurden am letzten Expositionstag der subakuten Studie direkt nach der Befeldung (ohne vorherige Messung der rektalen Körpertemperatur) für die Sektion und für die Entnahme einer Blutprobe zur Bestimmung des Serumkortikosterongehalts euthanasiert (Methode nach HACKBARTH et al. 2000). Zwischen den exponierten und den scheinexponierten Tieren der jeweiligen Frequenz (902 MHz und 1747 MHz, „Cocktail“-Signal) konnten weder bei den Männchen noch bei den Weibchen signifikante Unterschiede im Serumkortikosterongehalt festgestellt werden (Tab. 36 bis 38, Abb. 31 und 32). Es wurden Kortikosteronwerte (Median) zwischen 283,8 nmol/l und 600,8 nmol/l ermittelt. Der Kortikosterongehalt (Median) im Serum der „ungestressten“ Käfigkontrolltiere, d.h. der Tiere, die nicht in den Röhren fixiert waren und bei denen keine Körpertemperaturmessungen durchgeführt wurden, betrug 124,7 nmol/l (Männchen) bzw. 54,9 nmol/l (Weibchen) und war signifikant niedriger als der der exponierten bzw. scheinexponierten Tiere.

Zu einem ähnlichen Ergebnis kamen STAGG et al. (2001). Sie exponierten röhrenfixierte Fischer-Ratten (30 bis 35 Tage alt) einmalig für 2 Stunden mit einem gepulsten 1,6 GHz-Feld und gaben für die Befeldungen spezifische Absorptionsraten von 0,16 W/kg, 1,6 W/kg und 5 W/kg an. Eine weitere Gruppe wurde scheinbefeldet. Die Ratten wurden vor der Blutentnahme durch Dekapitation getötet. Auch STAGG et al. (2001) konnten zwischen befeldeten und scheinbefeldeten Ratten keinen signifikant unterschiedlichen Kortikosterongehalt im Serum feststellen. Gegenüber einer Käfigkontrollgruppe war der Gehalt an Kortikosteron im Serum sowohl bei den exponierten als auch bei den scheinexponierten Tieren erhöht.

LOTZ und MICHAELSON (1978) zeigten ebenfalls, dass keine vermehrte Kortikosteronausschüttung erfolgt, wenn frei bewegliche, männliche Long-Evans-Ratten einer 30-minütigen Ganzkörperexposition gegenüber einem kontinuierlichen 2450 MHz-Feld (SAR 2,0 bis 9,6 W/kg) ausgesetzt waren. Erst bei einer SAR von 4,8 W/kg stellten sie einen Anstieg des Serumkortikosterongehaltes gegenüber einer scheinexponierten Gruppe fest.

Gleichzeitig war aber auch die Körpertemperatur messbar angestiegen. Die Autoren berichteten, dass es nur dann zu einem Kortikosteronanstieg kam, wenn auch die 5.4.4. Serumkortikosteron

Körpertemperatur durch die Befeldung angestiegen war. Eine Befeldung ohne Temperaturerhöhung führte jedoch nicht zu einem Anstieg des Serumkortikosterongehaltes.

LOTZ und MICHAELSON (1978) vermuteten deshalb, dass der Kortikosteronanstieg ausschließlich eine Folge der Temperaturerhöhung war.

Ebenso stellten LU et al. (1981), die männliche Long-Evans-Ratten 1 bzw. 4 Stunden mit einem kontinuierlichen EM-Feld der Frequenz 2450 MHz (SAR 0,2 bis 14,7 W/kg) in ihren Käfigen exponierten, nur dann einen Kortikosteronanstieg im Serum fest, wenn die Befeldung zu einer Körpertemperaturerhöhung führte, d.h. solange die Befeldung im athermischen Bereich durchgeführt wurde, bliebt der Serumkortikosterongehalt unverändert.

Die erhöhten Kortikosteronwerte der röhrenfixierten (schein- bzw. exponierten) Mäuse gegenüber den Kontrolltieren sind in der vorliegenden Untersuchung offensichtlich, wie bei den Tieren der Vorstudie, durch die Röhrenfixation per se verursacht. Dass eine Röhrenfixation zu einem Anstieg des Serumkortikosterongehaltes führen kann, zeigten auch LI et al. (2000). Weibliche C3H-Mäuse wurden einmalig 60 Minuten in Polycarbonatröhren fixiert und dann sofort durch Dekapitation getötet. Die fixierten Mäuse hatten mit 505 nmol/l einen ca. 4-fach höheren Kortikosteronwert als die nichtfixierten Kontrolltiere (115 nmol/l).

Diese Werte sind denen aus der eigenen Untersuchung sehr ähnlich.

SMOLENSKY et al. (1978) bestimmten den Kortikosterongehalt männlicher C-Mäuse (10 bis 13 Wochen alt) nach einer Trainingsphase von 7 Tagen, in der die Tiere an die Manipulation (intraperitoneale Injektion) und das „Handling“ vor der Dekapitation gewöhnt wurden.

Trotzdem war der Kortikosterongehalt der trainierten Mäuse nach der intraperitonealen Injektion immer noch signifikant höher als der Kortikosterongehalt der Mäuse, die ohne vorherige Manipulation getötet wurden.

Im Gegensatz zu der Untersuchung von SMOLENSKY et al. (1978) wurden in der vorliegenden Studie die Mäuse an die Röhrenfixierung (2 Stunden/Tag, 5 Tage/Woche) über Wochen (5 Wochen Röhrentraining und 4 Wochen Exposition) gewöhnt. Trotzdem war der Serumkortikosterongehalt am Ende der subakuten Studie bei den befeldeten und scheinbefeldeten Tieren nach der Fixation in den Röhren noch immer gegenüber den Normalwerten der Maus (BARRIGA et al. 2001) und den Kortikosteronwerten der unfixierten Käfigkontrolltieren der vorliegenden Studie erhöht.

Hierdurch wird deutlich, dass obwohl anhand der ermittelten Körpertemperaturen eine gewisse Gewöhnung der Tiere an den Röhrenaufenthalt vermutet werden konnte (s. 5.4.1.), die hohen Kortikosteronwerte aller röhrenfixierter Mäuse auch noch nach mehreren Wochen

„Immobilisationstraining“ gegen einen solchen Gewöhnungseffekt der Tiere sprechen.

In Stresssituationen ist bei Mäusen der Kortikosteronanstieg im Serum schon nach wenigen Minuten messbar. KUGLER et al. (1988) zeigten dies bei weiblichen C57/BL6-Mäusen, die in 5er-Gruppen gehalten und einzeln nacheinander (alle 120 Sekunden) aus den Käfig genommen und durch Dekapitation getötet wurden. Der Serumkortikosterongehalt der 4. und der 5. Maus, also schon 4 bis 6 Minuten nach Entnahme der ersten Maus, war drei- bis vierfach höher als der Gehalt der ersten Tiere.

Daher können die hohen Kortikosterongehalte bei den Mäusen in der vorliegenden Untersuchung auch durch Unruhe im Tierraum bei der Entnahme der Fixationsröhren (mit Maus) aus der Expositionsanlage, durch das Herausnehmen der Tiere aus den Fixationsröhren und durch das Zurücksetzen in den Käfig hervorgerufen worden sein. Die Mäuse der Käfigkontrolle wurden dagegen in ihren Käfigen mit CO2 euthanasiert (Methode nach HACKBARTH et al. 2000) und wurden daher vor der Euthanasie nicht mehr manipuliert.

Ein gegenüber „ungestressten“ Tieren erhöhter Serumkortikosterongehalt, u.U. hervorgerufen durch die Röhrenfixation oder andere Manipulationen, muss somit bei der Interpretation der Daten aus Expositionsversuchen mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern berücksichtig werden, da hierdurch mögliche Effekte durch eine EM-Expositionen im athermischen Bereich überdeckt werden könnten.

Idealerweise sollte daher bei EM-Expositionen röhrenfixierter Mäuse eine Gruppe, die nicht fixiert befeldet wird, als sog. „Positivkontrolle“ mitgeführt werden, um zu überprüfen, ob auch hier die Befeldung allein die Untersuchungsparameter beeinflusst. Diese Kontrollgruppe konnte jedoch mit der vorgegebenen Expositionstechnik (in den Wheels) nicht eingesetzt werden, so dass der Kortikosteronanstieg nicht abschließend als alleiniger Fixations- oder Befeldungseffekt zu interpretieren ist.

Zusammenfassend führte die 4-wöchige EM-Exposition (902 MHz bzw. 1747 MHz,

„Cocktail“ -Signal) von in Röhren befeldeten B6C3F1-Mäusen zu einer Beeinflussung des Serumkortikosterongehalts, die allerdings, da ebenfalls die scheinexponierten röhrenfixierten

Tiere betroffen waren, noch nach mehrwöchiger Trainings- und Versuchsphase wahrscheinlich allein eine durch Stress induzierte Ursache hat.