Hochfrequente elektromagnetische Felder

Hochfrequente elektromagnetische Felder werden im allgemeinen von einer Antenne abgestrahlt und breiten sich in Form einer Welle mit Lichtgeschwindigkeit aus. Bei der Ausbreitung wird Energie z.T. über weite Entfernungen übertragen. Dies wird u.a. besonders bei der Nachrichtenübermittlung für Rundfunk, Fernsehen und bei den Mobiltelefonen ausgenutzt (BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ 1999).

Wie bei den niederfrequenten Feldern schon ausgeführt, ändert sich beim 50 Hz-Wechselstrom mit jeder Richtungsänderung des fließenden Stroms auch die Ausrichtung des umgebenden Magnetfeldes. Steigt die Frequenz der Richtungsänderung an, und damit auch die Ausrichtung des umgebenden Magnetfeldes, wird die Verknüpfung des elektrischen und magnetischen Feldes so eng, dass sie nicht mehr getrennt voneinander betrachtet werden können. Man spricht deshalb von elektromagnetischen Feldern (CHOU et al. 1996).

Im elektromagnetischem Spektrum liegt der Bereich der hochfrequenten EM-Felder zwischen einer Frequenz von 100 Kilohertz (kHz) bis 300 Gigahertz (GHz) (SARKAR 1994).

Tabelle 2: Frequenzbereich hochfrequenter elektromagnetischer Felder Hochfrequenzbereich

Langwelle 100 kHz – 300 kHz

Mittelwelle 300 kHz – 3 MHz

Kurzwelle 3 MHz – 30 MHz

Ultrakurzwelle 30 MHz – 300 MHz Mikrowellenbereich

Dezimeterwellen 300 MHz – 3 GHz Zentimeterwellen 3 GHz – 30 GHz Millimeterwellen 30 GHz – 300 GHz (nach TIPLER 2000)

Die Energiemenge pro Zeit- und Flächeneinheit, die mit den hochfrequenten elektromagnetischen Feldern transportiert wird, wird auch Strahlungsintensität oder Leistungsflussdichte S genannt und in Leistung pro Flächeneinheit (W/m², W/cm²) gemessen (HARTEN 1980).

Um allerdings die Wirkung der EM-Felder auf tierisches oder menschliches Körpergewebe darzustellen, ist dieses Maß nicht geeignet. Beim Durchgang durch Materie wird die Strahlungsenergie der elektromagnetischen Welle absorbiert und in Wärme umgewandelt.

Bezieht man die Energieaufnahme pro Zeiteinheit des Gewebes auf die Körpermasse, erhält man die spezifische Absorptionsrate (SAR). Sie wird in Watt pro Kilogramm (W/kg) angegeben und zu ihrer Berechnung sind sehr aufwendige Modellrechnungen nötig. Die SAR ist eigentlich eine Stoffkonstante, was in Bezug auf das Körpergewebe eine gewisse Vereinfachung bedeutet, da das Körpergewebe ja sehr komplex zusammengesetzt ist (CHOU et al. 1996).

Neben der Strahlungsintensität beeinflussen noch weitere Faktoren die Auswirkung einer Exposition von tierischem und menschlichem Gewebe durch hochfrequente elektromagnetische Felder.

Die Eindringtiefe des EM-Feldes in das Gewebe ist von der Frequenz abhängig.

Elektromagnetische Felder mit niedrigen Frequenzen dringen tiefer in das Gewebe ein als Felder mit höheren Frequenzen. Die Felder der Rundfunk-Mittelwelle im MHz-Bereich (um die 3 MHz) haben im menschlichen Gewebe eine Eindringtiefe von 30 cm, während

Frequenzen im Gigahertzbereich, wie sie beim Mobilfunk oder beim Mikrowellenherd eingesetzt werden (0,8 bis 2,5 GHz), beim Menschen eine Eindringtiefe von nur wenige Zentimeter haben. Die elektromagnetischen Felder von Radargeräten mit einer Frequenz von 10 GHz dringen in menschliches Gewebe nur ca. 1 Millimeter tief ein (BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ 1999).

Das Verhältnis zwischen der Größe des bestrahlten Objektes und der Wellenlänge der Radiofrequenz ist besonders wichtig für die Absorption der mitgeführten Energie des Feldes.

Ist ein Organismus in Relation zur Wellenlänge sehr groß, wird die Energie hauptsächlich von den oberflächlichen Geweben resorbiert, ist es in Bezug auf die Wellenlänge sehr klein, ist nur eine sehr ineffiziente Absorption von Strahlung vorhanden. Die meiste Energie wird vom Organismus aufgenommen, wenn seine Größe nahezu der Hälfte der Wellenlänge der Radiofrequenzen entspricht. Die Frequenz, bei der die meiste Energie absorbiert wird, bezeichnet man als die resonante Frequenz (GORDON 1988). Der Resonanzbereich bezeichnet den Frequenzbereich der elektromagnetischen Felder, der optimal an den jeweiligen Körper angepasst ist, so dass die Energie des EM-Feldes tief in das Gewebe eindringen kann (GORDON et al. 1987a).

Die Morphologie und die Masse einer Tierspezies ist entscheidend dafür, in welchem Bereich die resonanten Frequenzen liegen (GORDON et al.1986b).

Verglichen mit Frequenzen außerhalb des Resonanzbereichs, können Radiofrequenzen im resonanten Bereich zu einem beträchtlichen Anstieg der Körperkerntemperatur führen (D’ANDREA et al. 1977).

Nach GORDON et al. (1986b) liegt die resonante Frequenz für Mäuse im Bereich von 1500-2500 MHz.

Für mittelgroße Ratten dagegen liegt sie annähernd bei 700 MHz (D’ANDREA et al. 1977).

Beim erwachsenen Menschen befindet sich der Resonanzbereich etwa bei 30 bis 100 MHz (BERNHARDT 1992).

Je weiter der Körper von der Strahlungsquelle entfernt ist, desto weniger Energie wird absorbiert. Deshalb wurden von der Regulierungsbehörden für Telekommunikation und Post und des Bundesamtes für Strahlenschutz die Mindestabstände zu bestimmten Strahlungsquellen wie Sendemasten und Radarstationen vorgegeben. Bei Mobilfunkstationen ist ein Abstand von 3 bis 8 m je nach Anlage vorgeschrieben. Für die Mobiltelefone ist kein

Abstand vorgegeben, allerdings dürfen sie eine bestimmte Sendeleistung nicht überschreiten (BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ 1999).

Bei hochfrequenten elektromagnetischen Feldern wird zwischen einem Fernfeld und einem Nahfeld unterschieden. Im Fernfeld ist der Abstand der Strahlungsquelle groß gegenüber der Wellenlänge des Feldes. Das Fernfeld befindet sich in einem Abstand von 2 D²/λ, wobei D die Größe der abstrahlenden Antenne und λ die Wellenlänge bezeichnen. Hier stehen die elektrischen und magnetischen Felder senkrecht aufeinander und sind „in Phase“, d.h. beide Feldkomponenten verändern sich gleichzeitig in gleicher Weise. Im Nahfeld ist das elektromagnetische Feld sehr inhomogen, elektrische und magnetische Feldstärke sind nicht

„in Phase“ (CHOU et al. 1996).

Nach FREI et al. (1989) beeinflusst zudem die Orientierung des Körpers zum elektromagnetischem Feld die Absorption. Eine Bestrahlung in E-Orientierung (Körperlängsachse parallel zum elektrischem Feld E) führt zu einer höheren peripheren Erwärmung, während eine H-Orientierung (Körperlängsachse parallel zum magnetischem Feld H) eine stärkere Erwärmung des Körperkerns verursacht.

Auch die Haltung der Tiere während der HF-Exposition (röhrenfixiert, frei beweglich, narkotisiert) ist für Auswirkungen auf den Körper ein beeinflussender Faktor. Bei der Exposition frei beweglicher Tiere wird die Orientierung des Körpers zum elektromagnetischen Feld laufend verändert. Dadurch wird je nach Orientierung des Körpers eine unterschiedliche Menge an Energie aufgenommen (FREI et al. 1989). Die tatsächlich aufgenommene Energiemenge, ab der Veränderungen festzustellen sind, ist deshalb nicht exakt zu bestimmen. Bei Tieren, die während der Exposition frei beweglich sind und für die Befeldung nicht aus ihren Käfigen genommen werden müssen, wird eine Induzierung von Stress durch Manipulationen vermieden. Durch Stress, der z.B. durch eine Röhrenfixation entsteht, wie STAGG et al. (2001) an Ratten zeigten (hier hatte die Ratten nach zweistündiger Fixation in Röhren einen 2- bis 5-fach höheren Kortikosterongehalt als Käfigkontrolltiere), könnten aber Effekte, die durch deine EM-Exposition hervorgerufen werden, verfälscht oder überdeckt werden. Eine Fixierung der Tiere durch eine Anaesthesie führt wiederum zu einer Absenkung der Körpertemperatur, da durch eine Herabsetzung der Stoffwechselaktivität weniger Wärme produziert wird. Durch den herabgesetzten Stoffwechsel können aber

Auswirkungen durch eine EM-Befeldung auf Untersuchungsparameter (z. B.

Körpertemperatur) beeinflusst werden (FREI und JAUCHEM 1989).

Die elektromagnetischen Wellen werden in zwei verschiedenen Formen von den Antennen abgestrahlt. Man unterscheidet zwischen einer kontinuierlichen und einer gepulsten Aussendung. Bei der kontinuierliche Aussendung wird das elektromagnetische Feld durchgehend sinusförmig abgestrahlt (z.B. analoge Rundfunksender, Diebstahlsicherungs-systeme). Durch Modulation der Amplitude der Welle wird hier die Stärke des Signals verändert und somit mehr Information transportiert. Das gepulste Signal wird in zeitlichen Intervallen mit dazwischenliegenden Pausen abgestrahlt. Diese Strahlungsform wird im Mobilfunk, aber auch im Rundfunk- und Fernsehbereich eingesetzt (BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ 1999).

Alle bestehenden Mobilfunk-Technologien arbeiten im Hochfrequenzbereich des elektromagnetischem Spektrums. Die derzeit in Europa überwiegend benutze Technologie ist das GSM (Global System for Mobil Communications). Weitere Systeme sind das DCS 1800 (Digital personal Communications System), das DECT (Digital European Cordless Telecommunications) sowie das TETRA (Trans European Trunked Radio). Die Trägerfrequenzen dieser Systeme liegen im Bereich von 350-1000 MHz und 1800-2200 MHz.

In Deutschland werden im Mobilfunk innerhalb des D-Netzes 890-960 MHz und innerhalb des E-Netzes 1710-1880 MHz als Trägerfrequenzen benutzt.

Die in den USA und in einigen asiatischen Ländern zur Nachrichtenübermittlung eingesetzten Systeme werden je nach Teilnehmer-Zugriffsverfahren als CDMA (Code Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access) und TDMA (Time Division Multiple Access) bezeichnet. Sie benutzen Frequenzen im Bereich von 450-1900 MHz.

Da auch bei den erwähnten europäischen Systemen TDMA-Verfahren eingesetzt werden, die die eigentliche Ursache für die auftretende niederfrequente Pulsung des Hochfrequenzträgers darstellen, soll eine Zeitschlitzstruktur (hier die typische Pulsstruktur von GSM-Handys,

"uplink") am Beispiel des GSM-Systems näher betrachtet werden:

Innerhalb eines Trägerfrequenzkanals von 200 kHz Bandbreite können bis zu 8 Teilnehmer im Zeitmultiplex mit der Basisstation kommunizieren. Dabei ist jedem Teilnehmer für die Dauer der Verbindung ein bestimmter Zeitschlitz in jedem Rahmen der TDMA-Signalstruktur zugeordnet. Für den einzelnen Teilnehmer bedeutet dies, dass sein Handy im Gesprächsmodus

Hochfrequenzpulse ("bursts") von 0,537 bis 0,577 ms Dauer mit einer Wiederholfrequenz von 217 Hz aussendet. Der entsprechende Gegenkanal der Basisstation ("downlink"), dessen Trägerfrequenz um den so genannten Duplexabstand von 45 MHz nach oben versetzt ist, muss bei voller Auslastung alle 8 Teilnehmer eines Kanals versorgen. Daher liegt die typische Pulsfolgefrequenz der von Basisstations-Antennen gesendeten Signale bei 1733 Hz. In besonderen Betriebszuständen des Systems (Verbindungsaufbau, Gesprächspausen etc.) treten zeitweise noch andere Pulsfrequenzen von z.B. 2 Hz und 8 Hz auf (BRINKMANN u.

FRIEDRICH 1997).

Die beschriebenen niederfrequenten Pulsungen des Hochfrequenzträgers werden als Ursache für mögliche biologische Effekte vermutet.

Die absorbierte Energie von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern werden im Gewebe in Wärme umgewandelt. Führt diese Umwandlung der Energie auch zu einer messbaren Erwärmung des Gewebes, dann spricht man von einer „thermischen“ Wirkung. Ist die Wärmebelastung allerdings so niedrig, dass keine Temperaturerhöhung gemessen werden kann, können sogenannte „nichtthermische“ Effekte auftreten (REPACHOLI 1998).

2.1.3.1 Thermische Wirkung

Die thermische Wirkung hochfrequenter elektromagnetischer Felder ist gut bekannt.

Allerdings beruht dieses Wissen hauptsächlich auf Untersuchungen, die mit elektromagnetischen Feldern der Frequenz 2450 MHz durchgeführt wurden (mit dieser Frequenz arbeiten u.a. Mikrowellenherde). Mit EM-Feldern dieser Frequenz wurden viele Studien zur thermischen Wirkung auf den Organismus durchgeführt (ADAIR 1979, GORDON u. FERGUSON 1984, GORDON u. LONG 1984, GORDON 1988). Über die 2.1.3. Wirkung hochfrequenter elektromagnetischer Felder

thermische Wirkung der EM-Felder, die im Mobilfunkbereich eingesetzt werden (800 bis 1900 MHz), wurde bislang wenig publiziert. Die vorhandenen veröffentlichten Daten werden im folgenden dargestellt.

Im Gegensatz zu anderen Wärmequellen durchdringen elektromagnetische Felder das oberflächliche Gewebe und erwärmen direkt das Körperinnere. Dies geschieht auf molekularer Ebene. Elektronen, Atome und Dipole, wie z.B. das Wassermolekül, werden mit der Frequenz des Feldes in Schwingungen versetzt. Beim Abbremsen der in Schwingung geratenen Moleküle wird die Bewegungsenergie in Form von Wärme freigesetzt (BERNHARDT 1992).

Durch eine übermäßige Erwärmung des Gewebes durch die Exposition mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern kann es zu Schädigungen des Körpers kommen. Zu hohe Temperaturen können zur Gerinnung von Enzymen und Proteinen führen (BROWN et al 1994). So kann die Gerinnungsfähigkeit des Blutes durch die erhöhten Temperaturen gesteigert werden, wodurch es zu lokalen Infarkten im Gefäßsystem kommt. Dies hat eine Mangeldurchblutung in dahinterliegenden Gewebebezirken zur Folge (LEITGEB 1991).

Die Fähigkeit der Gewebe, Strahlungsenergie zu absorbieren und in Wärme umzuwandeln, ist von ihrer chemischen Zusammensetzung abhängig. Gewebe mit einem hohen Wasseranteil, wie z.B. Blut und Muskulatur, absorbieren die Energie wesentlich effektiver als Gewebe mit einem hohen Fettgehalt, wie z.B. Fettgewebe oder Knochen (GORDON 1988). In bestimmten Körperregionen können deshalb abhängig vom Wassergehalt, Leitfähigkeit und Geometrie überdurchschnittliche Absorptionsraten, sogenannte „hot spots“, auftreten (VERSCHAEVE u.

MAES 1998).

SWICORD et al. (1999) ermittelten bei einer Exposition toter BALB/c-Mäuse mit einem kontinuierlichen elektromagnetischem Feld der Frequenz 1600 MHz innerhalb der Körper unterschiedliche SAR-Werte. Allein im Gehirn wurden an verschiedenen Lokalisationen SAR-Werte von 2,2, 2,4 bzw. 2,9 W/kg festgestellt. Bei diesen SAR-Werten erhöhte sich die Temperatur innerhalb einer Minute um 0,9, 1,0 bzw. 1,2 °C.

Ein Organismus ist allerdings in der Lage, durch thermoregulatorische Mechanismen (Vasodilatation, Erhöhung des Blutflusses) und Verhaltensweisen (Aufsuchen kühlerer Räume, Ausstrecken des Körpers) die durch elektromagnetische Felder aufgenommene Wärme abzugeben, ohne dass eine Temperaturerhöhung festzustellen ist. Diese Wirkung der

elektromagnetischen Felder wird zur Abgrenzung von der nichtthermischen Wirkung als

„athermisch“ bezeichnet (JUUTILAINEN u. DE SEZE 1998).

Beispielsweise kommt es bei Mäusen durch eine Exposition mit einem elektromagnetischen Feld der Frequenz 2450 MHz zur Veränderung der Stoffwechselrate, ohne dass sich die Körperkerntemperatur ändert. So exponierten HO und EDWARDS (1979) drei Monate alte, männliche CF1-Mäuse mit einem kontinuierlichen elektromagnetischen Feld der Frequenz 2450 MHz in einer Expositionskammer. In dem 30-minütigen Befeldungszeitraum wurde die Stoffwechselrate anhand des Sauerstoffverbrauchs bestimmt. Die Umgebungstemperatur betrug 24 °C und lag damit unterhalb der von TRAYHURN u. JAMES (1978) ermittelten thermoneutralen Zone (Temperaturbereich, in dem die basale Wärmeproduktion ausreicht um den Wärmeverlust an die Umgebung auszugleichen) der Mäuse von 29-33 °C. HO und EDWARDS (1979) stellten fest, dass es ab einer SAR von 10 W/kg zu einer Absenkung der Stoffwechselrate der Mäuse kommt. Die durch die Bestrahlung zugeführte Wärme kompensiert den Wärmeverlust an die Umgebung, so dass die Stoffwechselaktivität gesenkt werden kann.

Des weiteren ist eine Hyperthermie, die durch elektromagnetische Felder hervorgerufen wird, ist von der SAR und Umgebungstemperatur abhängig. Bei BALB/c-Mäusen, die bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C, 30 °C bzw. 35 °C mit einem elektromagnetischen Feld der Frequenz 2450 MHz in einem Plexiglaskäfig (4,2 x 6,7 x 17,5 cm) exponiert werden, ist eine SAR von 27,5, 12,1 bzw. 0,12 W/kg nötig, um die Körpertemperatur zu erhöhen (GORDON et al. 1986a).

Bei CBA/J-Mäusen, die im Durchschnitt 7-8 g schwerer sind als die BALB/c-Mäuse, genügt allerdings schon eine SAR von 8,5 W/kg (2450 MHz-Befeldung in einem Plexiglaskäfig 4,8 x 6,7 x 17,5 cm) bei einer Umgebungstemperatur von 30 °C, um eine signifikante Temperaturerhöhung zu erreichen (GORDON et al. 1986b).

Eine Möglichkeit, überschüssige Wärme abzugeben, ist eine Steigerung der Atemfrequenz.

Eine vermehrte Wärmeabgabe durch eine stark erhöhte Atemfrequenz wird bei röhrenfixierten BALB/c-Mäusen bei einer Umgebungstemperatur von 30 °C durch eine 2450 MHz-Befeldung mit einer SAR von 10 W/kg hervorgerufen. Beträgt die Umgebungstemperatur dagegen nur 20

°C, steigt die Atemfrequenz erst bei einer SAR von 50 W/kg (GORDON u. LONG 1984).

Nach GORDON (1983a) werden frei bewegliche BALB/c-Mäuse durch eine 2450 MHz-Befeldung mit einer SAR von 7 W/kg bei einer Umgebungstemperatur 31 °C dazu veranlasst, eine kühlere Umgebung aufzusuchen.

Einen Zusammenhang zwischen der durch hochfrequente elektromagnetische Felder herbei geführten Hyperthermie und dem Serumkortikosterongehalt ermittelten LOTZ und MICHAELSON (1978). In ihrer Studie exponierten sie frei bewegliche Long-Evans-Ratten in Käfigen mit einem kontinuierlichem 2450 MHz-Feld (SAR: 3,2 bis 6,4 W/kg). Bei jeder Expositionsdauer (30, 60 oder 120 Minuten) kam es nur dann zu einer Erhöhung des Kortikosternspiegels, wenn auch die Körpertemperatur erhöht war. Die Autoren zeigten so, dass der Kortikosteronanstieg eine Folge der Temperaturerhöhung und nicht eine Folge der Befeldung war.

Eine durch elektromagnetische Felder herbeigeführte Erhöhung der Körpertemperatur beeinflusst auch die embryonale Entwicklung der Mäuse. NAWROT et al. (1981) exponierten eine Gruppe frei beweglicher weiblicher CD-1-Mäuse innerhalb ihres Käfigs an den ersten 6 Tagen der Trächtigkeit jeweils 8 Stunden pro Tag mit einem kontinuierlichen elektromagnetischen Feld der Frequenz 2450 MHz (SAR: 40,2 W/kg). Dies führte bei den Mäusen zu einer permanenten Erhöhung der Körpertemperatur um 2,3 °C. Eine weitere Gruppe wurde in den ersten 6 Tagen der Trächtigkeit bei einer Umgebungstemperatur von 31

°C gehalten, was ebenfalls zu einer Körpertemperaturerhöhung von ca. 2,3 °C führt. Bei beiden Gruppen stellten NAWROT et al. (1981) eine signifikante Abnahme des Gewichtes der Feten gegenüber einer Kontrollgruppe fest. Zwischen den beiden Testgruppen fanden sie aber keine signifikanten Unterschiede. Ein Anstieg von Missbildungen konnte weder nach der Befeldung noch nach dem Aufenthalt in der erhöhten Umgebungstemperatur ermittelt werden.

Eine einmalige 15-minütige Exposition röhrenfixierter trächtiger Slc:ICR-Mäuse mit einem kontinuierlichen 2450 MHz-Feld (SAR: 480 ± 120 mW/g) bewirkt ebenso einen Anstieg der Körpertemperatur auf 42 °C, wie ein 15-minütiger Aufenthalt in einem 42 °C warmen Wasserbad. In beiden Fällen kommt es aufgrund der Hyperthermie zu einer Abnahme des Gehirngewichts der Feten. (FUKUI et al 1992).

Schon bei einer gemittelten Ganzkörper-SAR von 1-4 W/kg wurden bei Labortieren, allerdings bei Totenkopfäffchen und Ratten, Verhaltensänderungen, wie die Änderung der

Körperhaltung oder das Aufsuchen kühlerer Umgebungstemperaturen, sowie Veränderungen im Lernverhalten beobachtet (ADAIR u. ADAMS 1980, DE LORGE u. EZELL 1980).

Beim Menschen erhöht sich nach der ICNIRP (International Commision on Non-Ionizing Radiation Protection) die Körpertemperatur bei einer 30-minütigen Ganzkörperexposition mit elektromagnetischen Feldern mit einer SAR von 4 W/kg um 1°C (ICNIRP-GUIDELINES 1998).

Deshalb wurde von der ICNIRP eine spezifische Absorptionsrate von 80 mW/kg (= 1/50 von 4 W/kg) als Grenzwert für lokale Absorptionsspitzen der elektromagnetischen Strahlung festgelegt. Dieser Grenzwert wurde vom deutschen Gesetzgeber übernommen (26. BImSchV 1996).

2.1.3.2. Nichtthermische Wirkung

Während die thermischen Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder gut bekannt sind, sind die nichtthermischen Wirkungen, besonders im Bereich der Mobilfunkfrequenzen, noch umstritten und vergleichsweise schlecht belegt. Da aber gerade die nichtthermischen Wirkungen der elektromagnetischen Felder in der Öffentlichkeit viel diskutiert werden und noch viele Fragen offen sind, sollen nachfolgend die z.T. widersprüchlichen Ergebnisse der zu diesem Thema an verschiedenen Systemen durchgeführten Untersuchungen dargestellt werden.

Beispielsweise war die Kalziumhomöostase Gegenstand einiger Studien, da das Kalzium im Körper eine wichtige Rolle spielt (Muskelkontraktion, synaptische Übertragung, Blutgerinnung, Genexpression). WOLKE et al. (1996) untersuchten den Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die intrazelluläre Kalziumkonzentration von isolierten Herzmuskelzellen des Meerschweinchens. Die Zellen wurden einer SAR von 1 mW/kg bei den Trägerfrequenzen 900, 1300 und 1800 MHz ausgesetzt. Außerdem wurden bei 900 MHz neben der kontinuierlichen auch eine gepulste Befeldung mit Pulsraten von 16 und 50 Hz sowie 30 kHz getestet. Unter keiner der Bedingungen konnte ein Einfluss der Anwesenheit eines Feldes auf die intrazelluläre Kalziumkonzentration nachgewiesen werden.

Einen Einfluss auf den Ca²⁺-Efflux (Austausch von intrazellulären Ca²⁺ mit dem extrazellulären Ca²⁺) konnten DUTTA et al. (1984) an menschlichen Neuroblastomazellen (IMR-32) nachweisen. Die Trägerfrequenz lag bei 915 MHz. Bei einer sinusförmigen Pulsung mit 16 Hz wurden SAR-Werte von 0 bis 5 mW/kg eingesetzt. Der Kalziumefflux stieg bei einer SAR von 0,05 und 1,0 mW/kg signifikant an, während bei niedrigeren und höheren SAR-Werten keine Unterschiede zu scheinexponierten Zellen auftraten.

Den Einfluss hochfrequenter EM-Felder auf das Immunsystem wurde in einer Studie von ELEKES et al. (1996) anhand der Antikörperproduktion untersucht. Dazu wurden frei bewegliche weibliche und männliche BALB/c-Mäuse an sechs aufeinanderfolgenden Tagen jeweils 3 Stunden mit einem 2450 MHz-Feld, kontinuierlich oder mit 50 Hz gepulst, bei einer SAR von 0,14 W/kg befeldet. Während bei den Weibchen keine Veränderungen der Antikörperproduktion festzustellen war, zeigte sich bei den Männchen sowohl bei der kontinuierlichen als auch bei der gepulsten Befeldung ein signifikanter Antikörperanstieg.

SALFORD et al. (1994) untersuchten den Einfluss der EM-Felder auf die Blut-Hirn-Schranke.

Diese Barriere wird von besonders eng verknüpften Endothelzellen und den benachbarten Gliazellen gebildet, wodurch das Gehirn vor dem unkontrollierten Einstrom größerer Moleküle geschützt ist. Nur kleine lipidlösliche Substanzen können die Blut-Hirn-Schranke passiv passieren, während alle anderen Moleküle transportiert werden müssen. SALFORD et al. (1994) setzten insgesamt 246 (männliche und weibliche) Fischer-Ratten ein. Sie wurden in sog. TEM-Kammern (transverse electromagnetic transmission line chamber) einmalig zwei Stunden mit elektromagnetischen Wellen der Frequenz 915 MHz kontinuierlich und gepulst mit 8, 16, 50 und 200 Hz befeldet. Die spezifische Absorptionsrate variierte zwischen 0,016 und 5 W/kg. Albumin wurde als Kontrollsubstanz für die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke verwendet, und es wurde bei 8 % der Kontrolltiere im Gehirn nachgewiesen, während es in insgesamt 30 % der exponierten Tiere auftrat.

Andere wissenschaftlichen Arbeiten untersuchten den Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Entstehung und Entwicklung von Tumoren. Der Mehrstufen-Prozess der Kanzerogenese mit den Phasen Initiation, Promotion und Progression führt nach einer Latenzzeit von Jahren bis Jahrzehnten von der initialen Transformation der Normalzelle zu einem klinisch manifesten Tumor. Zu Beginn dieser Entwicklung wird die irreversibel geschädigte Zelle noch vom Normalgewebe kontrolliert, doch bereits in der

Promotionsphase erfolgt der Proliferationsstimulus zur klonalen Vermehrung transformierter Zellen, und es entstehen zunächst sogenannte gutartige Geschwülste. Als Progressionsphase wird die weiter fortschreitende Umwandlung der gutartigen (benignen) Tumore in bösartige (maligne) Geschwülste bezeichnet, die sich u.a. durch fortschreitende Autonomie und erhöhtes Metastasierungspotential charakterisieren lassen (WEISS u. KARBE 1990).

Da die Energie hochfrequenter elektromagnetischer Felder nicht ausreicht, um einfache molekulare Verbindungen zu lösen, besteht weitgehende Übereinstimmung, dass sie nicht in der Lage sind, direkte Chromosomenschäden zu initiieren, wie sie für die ionisierende Strahlung typisch sind (REPACHOLI 1998)

Dennoch fanden LAI und SINGH (1995, 1996) in den Hirnzellen von frei beweglichen Ratten, die für zwei Stunden mit einer Frequenz von 2450 MHz (gepulst oder kontinuierlich) mit einer Ganzkörper-SAR von 1,2 W/kg exponiert wurden, chromosomale Einzel- und

Dennoch fanden LAI und SINGH (1995, 1996) in den Hirnzellen von frei beweglichen Ratten, die für zwei Stunden mit einer Frequenz von 2450 MHz (gepulst oder kontinuierlich) mit einer Ganzkörper-SAR von 1,2 W/kg exponiert wurden, chromosomale Einzel- und

Im Dokument Beeinflussung der Körpertemperatur und des vasalen Kortikosteronspiegels durch hochfrequente elektromagnetische Felder des Mobilfunks (902 MHz und 1747 MHz) bei B6C3F1-Mäusen (Seite 18-0)