DEUTSCHES
1 I •
ÄRZTEBLATT
Eduard David,
Wulf-Uwe an der Heiden, Jörg Reißenweber und Michael Pfotenhauer
In den letzten beiden Jahrzehnten rücken die etwaigen Wir- kungen elektrischer und magnetischer Felder auf die menschliche Gesundheit immer stärker in den Brennpunkt des medizinischen Fachgebietes „Elektropathologie". Be- sonderes Aufsehen erregten sich zum Teil widersprechende epidemiologische Studien, die nach einem Zusammenhang zwischen beruflicher und/oder privater Exposition in schwa- chen niederfrequenten elektrischen und magnetischen Fel- dern einerseits und der Auslösung von Gesundheitsstörun- gen andererseits suchten.
Epidemiologische Studien zu den Wirkungen
elektrischer und magnetischer Felder auf den Menschen
m 29. November 1989 erschien in The New York Times unter der Überschrift „Study Finds Link Between Cancer and Power Lines" ein Arti- kel, in dem folgendes berichtet wur- de: Frau Prof. Matanoski, eine re- nommierte amerikanische Epide- miologin von der Johns-Hopkins-U- niversität in Baltimore habe im Rah- men einer Studie an rund 50 000 Te- lefonarbeitern neue Indizien für ei- nen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von insbesondere Leuk- ämie und Brustkrebs bei Männern, aber auch dem Auftreten von fast al- len anderen Tumorarten auf der ei- nen Seite und der Feldexposition der Arbeiter auf der anderen Seite ge- funden. Die bisherigen Daten seien als vorläufiges Ergebnis zu betrach- ten.
Eine telefonische Anfrage bei der New York Times ergab, daß der Zeitung die vorläufigen Ergebnisse der Studie nicht zur Verfügung stün- den. Man verwies an die Johns-Hop- kins-Universität weiter. Eine Nach- frage bei dieser Hochschule brachte die Erkenntnis, daß die Studie ent- gegen der Zeitungsmeldung erst im
Jahre 1991 abgeschlossen und publi- ziert werde. Ein vorläufiger Bericht existiere bisher nicht. Die Pressere- aktionen seien durch ein Interview ausgelöst worden, das die Wissen- schaftlerin im Oktober 1989 am Ran- de eines Symposions in Baltimore gegeben habe. Die Journalisten hät- ten einige ihrer Äußerungen mißver- standen beziehungsweise überinter- pretiert. Die vorläufigen noch unver- öffentlichten Ergebnisse ließen bis- her keinen Zusammenhang zwischen der Feldexposition von Telefonar- beitern und der Krebsinzidenz in dieser Berufsgruppe erkennen.
Dies ist ein typisches Beispiel für den leichtfertigen Umgang der Me- dien mit dem Thema des „Elektro- smog", gemeint sind die etwaigen Wirkungen elektrischer und magne- tischer Felder auf die menschliche Gesundheit. Durch eine Reihe von sich zum Teil widersprechenden epi-
Forschungsstelle für Elektropathologie (Leiter: Prof. Dr. med. Eduard David) am Physiologischen Institut der Universität Witten/Herdecke
Institut für Mathematik (Leiter: Prof. Dr. rer.
nat. Wulf-Uwe an der Heiden) der Universi- tät Witten/Herdecke
demiologischen Studien war nämlich im letzten Jahrzehnt die Frage auf- geworfen worden, ob elektrische und magnetische Felder im Niederfre- quenzbereich negative Auswirkun- gen auf die Gesundheit haben kön- nen und ob insbesondere auch Krebserkrankungen durch sie geför- dert werden können. Dabei wurden vor allen Dingen Wechselfelder der elektrischen Energieversorgungsnet- ze untersucht, je nach Land mit einer Frequenz von 50 oder 60 Hz.
Stellvertretend sollen an dieser Stelle die vier wichtigsten dieser bis- her abgeschlossenen epidemiologi- schen Arbeiten kurz vorgestellt wer- den:
III Der schwedische Forscher Tomenius (10) führte in den Jahren 1982 bis 1986 Untersuchungen zur Inzidenz von kindlichen Krebser- krankungen durch, ohne jedoch ei- nen signifikanten Zusammenhang zwischen schwachen Magnetfeldern und Krebsentstehung nachweisen zu können.
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In den Jahren 1982 bis 1985 unternahm Samuel Milham den Ver- such, einen Zusammenhang zwi- schen Leukämietodesfällen im US- Bundesstaat Washington und der Dt. Ärztebl. 88, Heft 10, 7. März 1991 (57) A-753Tätigkeit in Elektroberufen zu fin- den. Er kam zu dem Ergebnis, daß möglicherweise ein Zusammenhang zwischen beiden Größen existieren könnte. Zum gleichen Resultat führ- te eine weitere von ihm durchgeführ- te Studie im Jahre 1985. Hier be- stand die untersuchte Population aus Amateurfunkern.
■ Die Epidemiologen Nancy Wertheimer und Edward Leeper (11) kamen nach einer in den Jahren 1979 und 1980 durchgeführten Stu- die über kindliche Krebserkrankun- gen zu dem Ergebnis, daß ein Zu- sammenhang zwischen kindlichen Krebserkrankungen und den im.
Wohnumfeld vorhandenen magneti- schen Feldern nicht auszuschließen sei. Eine 1982 abgeschlossene Unter- suchung ergab die gleiche Schlußfol- gerung bezüglich Magnetfeldeinwir- kung und Krebserkrankungen bei Erwachsenen. 1985 schließlich wur- den von Wertheimer/Leeper neuge- borene Kinder hinsichtlich Geburts- gewicht, Schwangerschaftsdauer und
Versuchsbedingungen der Savitz-Studie
Savitz hat seine Untersuchung als Fall-Kontroll-Studie durchge- führt. Er hat dazu unter Zuhilfenah- me des Krebsregisters von Colorado 357 Patienten aus der Stadt Denver und deren weiterer Umgebung, die vor dem 15. Lebensjahr erkrank- ten, als verschiedenartige Krebsfälle identifiziert und deren Wohnungen ausfindig gemacht. Ihre Wohnungen hat er als Fall-Wohnungen definiert.
Darauf hat er Kontrollpersonen glei- chen Alters und Geschlechts, im gleichen Bezirk wohnend, in einem Zufallsverfahren ausgewählt. Diese Vergleichswohnungen wurden den Fall-Wohnungen gegenübergestellt und die Kontrollpersonen den Pa- tienten.
In den Fall-Wohnungen der Krebspatienten und den ausgewähl- ten Vergleichswohnungen wurden Messungen elektrischer und magne- tischer Feldstärken vorgenommen.
Dabei wurde in verschiedenen Räu- men an unterschiedlicher Stelle bei hoher Strombelastung, das heißt,
Häufigkeit von Fehlgeburten be- trachtet. Der Verdacht wurde geäu- ßert, daß Benutzerinnen von Heiz- decken möglicherweise ein gering- gradig höheres Risiko trügen, kleine leichtgewichtige Kinder zu gebären.
Ursächlich damit in Zusammenhang gebracht wurden die magnetischen Felder in der Größenordnung 1 Mi- krotesla, die von einer Heizdecke ausgehen und die angeblich eine langsamere Wachstumsrate des Fe- tus bedingen sollten. Den Beweis konnte jedoch niemand erbringen (das magnetische Gleichfeld der Er- de beträgt 40 bis 50 Mikrotesla, 5).
■ Die 1987 beendete Savitz- Studie (8) war von den New Yorker Elektrizitätswerken in Auftrag gege- ben worden, um feststellen zu lassen, ob eine geplante Starkstromüber- landleitung gesundheitliche Schäden der Anwohner verursachen könnte.
Den Auftrag übernahm der Psycho- loge Prof. Savitz vom Department of Epidemiology der University of North Carolina.
wenn alle Hausgeräte eingeschaltet waren, gemessen. Die Ergebnisse wurden verglichen mit den Verkabe- lungscodes nach einem Schema von Wertheimer/Leeper (10), wobei man in den USA unter Verkabelungscode die Art und Weise versteht, wie die Zuführung des Hausstromes über Dachleitungen jeweils bewerkstelligt ist (4). Die in den einzelnen Woh- nungen gefundenen magnetischen Feldwerte erlaubten nun eine Zu- ordnung zum jeweiligen Verkabe- lungscode. Nach diesem Code wur- den die Wohnungen in vier verschie- dene magnetische Expostionskatego- rien eingteilt.
Die erhaltenen Meßwerte wur- den in verschiedene Klassen einge- teilt. Dann wurden die in den einzel- nen Klassen beobachteten Krebsfäl- le mit der Anzahl der Kontrollperso- nen ins Verhältnis gesetzt. Daraus wurde dann das Krebsrisiko für die einzelnen Expositionsgruppen er- rechnet. Daraufhin hat man das so errechnete Krebsrisiko dem der niedrigsten Expositionsklasse gegen- übergestellt.
Dies führte zu einer Serie von Vierfeldertafeln, aus denen dann Ri-
sikoquotienten (Odds-Ratio, OR) errechnet wurden. Dabei bedeutet ein OR-Wert von „1" gleiches Er- krankungsrisiko wie in der niedrig- sten Klasse. OR niedriger als „1" zei- gen ein geringeres Erkrankungsrisi- ko und OR-Werte größer „1" ein er- höhtes an. Dazu wurde das 95-Pro- zent-Vertrauensintervall berechnet.
Kein einziges Ergebnis überschritt dieses Vertrauensintervall, so daß nur Trendangaben möglich waren.
Vom Autor der Studie selbst werden nur die Trendangaben für Leuk- ämiefälle als beachtenswert betrach- tet. Insgesamt kommt Savitz zu dem Ergebnis, daß der Trend zu einem geringgradig erhöhten Risiko nur für Leukämieentstehung und nur in der höchsten Expositionsgruppe möglich sei. Er selbst schränkt diese Aussage jedoch mehrfach ein, indem er auf die zu geringen Fallzahlen verweist.
Es handelt sich um vier Patienten in- nerhalb der höchsten Expositions- gruppe.
Deshalb wurde auch von medi- zinstatistischer Seite mehrfach Kritik an der Savitz-Studie geübt (Prof. Mi- chaelis, Universität Mainz; Prof. an der Heiden, Universität Witten/Her- decke). Einig waren sich die Kritiker allerdings, daß es sich bei der Savitz- Studie um die bisher am sorgfältig- sten durchgeführte und dokumen- tierte Arbeit handelt. Sie kann si- cherlich als Grundlage für die Erstel- lung und Entwicklung weiterer de- taillierterer Untersuchungen dienen, ist aber nicht in der Lage, einen stati- stischen Zusammenhang zu bewei- sen oder zu widerlegen.
Stichpunktmäßig läßt sich das Versuchsdesign der Savitz-Studie folgendermaßen zusammenfassen:
1. Ziel:
Klärung (Bestätigung) der von Wertheimer/Leeper aufgestellten Hypothese: Krebsentstehung im Kin- desalter durch schwache elektrische und magnetische Felder?
2. Art der Untersuchung:
Retrospektive epidemiologische Studie ohne Kenntnis eines Wir- kungsmechanismus
3. Untersuchte Population:
357 krebskranke Kinder im Al- ter bis zu 15 Jahren, die in das A-754 (58) Dt. Ärztebl. 88, Heft 10, 7. März 1991
Krebsregister des US-Bundesstaates Colorado zwischen dem 1. Januar 1976 und dem 31. Dezember 1983 eingetragen worden waren
4. Kontrollen:
223 gleichaltrige (± drei Jahre) Kinder, die sich hinsichtlich Ge- schlechtsverteilung und Wohnungs- typ glichen, wurden ausgewählt nach einem Telefonnummernverzeichnis und einer repräsentativen Umfrage unterzogen
5. Einteilung in Risikogruppen:
Vier Expositionsgrade mit wach- sender Feldstärke, charakterisiert durch den Verkabelungscode der elektrischen Hausleitungen, die in den USA über Dachleitungen in die Häuser geführt werden
Mit dieser Vorgehensweise ge- lang es Savitz, folgende Kritikpunkte an früheren Studien in seiner eige- nen Untersuchung weitgehend aus- zuschalten:
a) Fehlende quantitative Angabe zur Exposition etwa durch Mes- sung der magnetischen Feld- stärke
b) Fehlende exakte Definition der Verhältnisse in den „Fallwoh- nungen" und den „Kontrollwoh- nungen"
c) Unkorrekte Auswahl der Kon- trollen als repräsentative Teil- menge einer Population
d) Nichtbeachtung der sogenannten
„Confounding Factors", das heißt der Zusatzfaktoren bezie- hungsweise Störparameter e) Anwendung nichtrelevanter stati-
stischer Methoden
Ein Zusammenhang zwischen Krebserkrankungen bei Kindern und deren Exposition in schwachen nie- derfrequenten elektrischen oder ma- gnetischen Feldern ist also auch aus dieser Studie nicht ableitbar. Von den international bisher durchge- führten 70 epidemiologischen Studi- en kamen 35 zu dem Ergebnis, daß kein Zusammenhang existiere zwi- schen Tumorerkrankungen und der Exposition in niederfrequenten elek- trischen und magnetischen Feldern geringer Intensität, wie sie im Zu- sammenhang mit den Anlagen der elektrischen Energieversorgung auf- treten.
Die andere Hälfte der Untersu- chungen spricht von möglichen Ef- fekten, wobei jedoch keine der Un- tersuchungen auf statistisch signifi- kante Daten verweisen kann.
Insgesamt waren folgende Tu- morarten untersucht worden (6, 7):
Leukämie im Kindesalter, Leukämie im Erwachsenenalter, allgemeine Tumorerkrankungen im Kindesalter und im Erwachsenenalter, bösartige Neubildungen im Bereich der Mund- höhle und des Auges, Neuroblasto- me und Hirntumoren. Weiterhin wa- ren untersucht worden Herz- und Kreislaufparameter, sämtliche Blut- parameter, Fehlgeburten, das Syn- drom des plötzlichen Kindstodes, die Fertilität, psychologische Parameter, die Selbstmordrate, der urologische, neurologische und ophthalmologi- sche Status, Chromosomenanoma- lien, die Schwester-Chromatid-Aus- tauschrate von Lymphozyten (1, 2, 3) Gedächtnisfunktionen sowie das Ge- burtsgewicht der Kinder feldexpo- nierter Bevölkerungsgruppen. Kei- nes der Ergebnisse erbrachte signifi- kante Hinweise auf einen Zusam- menhang zwischen dem Auftreten oben genannter Krankheiten und der im Wohnbereich üblichen Feld- exposition. Auch die oben genann- ten biologischen Parameter wurden nicht beeinflußt.
Abschließende Beurteilung der Savitz-Studie
von medizinischer Seite:
Man kann zur Zeit den Schluß ziehen, daß die Savitz-Studie keine Gefährdung des Menschen durch die extrem schwachen Magnetfelder der alltäglichen Umgebung belegt. Die bisher durchgeführten Studien er- brachten keine signifikanten Hinwei- se oder gar Beweise für einen ur- sächlichen Zusammenhang zwischen Krankheitsauslösung und Exposition in schwachen elektrischen und ma- gnetischen Feldern im Bereich un- terhalb der in der Bundesrepublik gültigen Grenzwerte (9). Nach dem heutigen Stand der Erkenntnis muß man vielmehr davon ausgehen, daß auch das künftige Auffinden eines beweiskräftigen Effektes sehr un- wahrscheinlich ist. Somit besteht
vom Standpunkt des Mediziners aus kein Grund für eine Beunruhigung der Öffentlichkeit.
Abschließende Beurteilung der Savitz-Studie
von mathematisch- statistischer Seite:
Zunächst ist vom Grundsätzli- chen her daran zu erinnern, daß selbst dann, wenn der statistische Nachweis einer Korrelation zwi- schen dem Auftreten von Krebser- krankungen und der Belastung durch elektrische und magnetische Felder erbracht worden wäre, hier- aus nicht ohne weiteres auf einen ur- sächlichen Zusammenhang zu schlie- ßen sei. Dem Laien kann dies ver- ständlich gemacht werden an dem bekannten Beispiel der jahrzehnte- lang hochsignifikanten Korrelation zwischen der Anzahl der Störche und der Anzahl menschlicher Ge- burten in Schleswig-Holstein.
Im Falle der Krebserkrankun- gen könnte es der Fall sein, daß mit vermehrter Verwendung von Elek- trizität eine Änderung der Lebensge- wohnheiten und der Ernährung ein- hergeht und hier eventuell letztend- lich die Ursache für die Häufung der Erkrankungen liegt.
Es geht hier aber primär um die Frage, ob Savitz einen statistisch hin- reichenden Nachweis einer Korrela- tion zwischen Häufigkeit von Er- krankungen und Expositionsgrad in elektrischen und magnetischen Fel- dern überhaupt erbracht hat. An mehreren Stellen seiner Arbeit weist er selbst auf die eingeschränkte Gül- tigkeit seiner Untersuchung hin. Bei- spielsweise schreibt er, daß nur die langfristige durchschnittliche Expo- sition, nicht aber von Zeit zu Zeit auftretende extrem hohe Belastun- gen berücksichtigt wurden sowie,
„daß die Wohnungsmobilität ein Problem in der vorliegenden Studie war". Auf Seite 91 schreibt er: „Ins- gesamt scheint diese Untersuchung die Annahme zu stützen, daß eine Beziehung zwischen der langfristigen Exposition in magnetischen Feldern der Wohnumgebung und einem Krebsrisiko besteht." In der ab- schließenden Diskussion sagt er Dt. Ärztebl. 88, Heft 10, 7. März 1991 (61) A-757
wörtlich: „Es ist nicht möglich, aus den empirischen Daten, die in dieser Studie erhoben wurden, oder aus den theoretischen Überlegungen be- stimmte Schlüsse zu ziehen." Offen- bar konnte Savitz selbst nicht zu ei- nem eindeutigen Ergebnis gelangen.
Um zu einer Klärung des statisti- schen Aussagehalts der Savitz-Studie zu kommen, haben wir über die in ihr verwendeten, dort aber nicht gut dokumentierten statistischen Metho- den hinaus die Daten mit weiteren Verfahren analysiert (unter anderem Spearmanscher Rangkorrelationsko- effizient, Hotelling-Pabst-Statistik, korrigierter Pearsonscher Kontin- genzkoeffizient, Teststatistik von Ya- tes). In allen Tests konnte die Null- hypothese der Unabhängigkeit von Erkrankung und Wire Code bezie- hungsweise Feldstärke für sämtliche geläufige Testniveaus, also auch klei- ne, nicht verworfen werden. Das heißt, daß kein Zusammenhang fest- gestellt werden konnte, was im Wi- derspruch zu den Ergebnissen der Studie steht, in welcher dieser Zu- sammenhang angeblich belegt wird.
Einige Male wurden von Savitz Verfahren der Varianzanalyse ange- wendet, wobei verschiedene Voraus- setzungen für die Anwendbarkeit dieser Verfahren nicht erfüllt waren.
Daher ist kaum anzunehmen, daß die anderen, nur unzureichend do- kumentierten Verfahren mit mehr Sorgfalt verwendet wurden, zumal die Varianzanalyse das gebräuch- lichste dieser Verfahren ist. In der Studie wurde ebenfalls nicht berück- sichtigt, daß eine Unabhängigkeit an- genommen wurde zwischen einer Krebserkrankung und der Jahreszeit der Messung, des Wohnungstyps zur Zeit der Diagnosestellung, der Stabi- lität des Wohnungstyps von zwei Jah- ren vor der Diagnosestellung bis zur Zeit der Diagnosestellung selbst so- wie der Anzahl der eingenommenen Medikamente, was auch für sehr kleine Signifikanzniveaus gemäß un- seren Tests verworfen werden muß.
Als Ergebnis kann zusammenge- faßt werden, daß die Savitz-Studie si- cherlich eine Grundlage für die Er- stellung und Entwicklung einer de- taillierten Untersuchung sein kann.
Es läßt sich aber ein Zusammenhang zwischen Krebserkrankungen von Kindern und dem Einfluß elektri- scher oder magnetischer Felder mit ihrer Hilfe weder nachweisen noch widerlegen.
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis im Sonder- druck, anzufordem über die Verfasser.
Anschriften für die Verfasser:
Prof. Dr. med. Eduard David Leiter Forschungsstelle für Elektropathologie am Physiologischen Institut der Universität Witten/Herdecke Beckweg 4
W-5804 Herdecke Prof. Dr. rer. nat.
Wulf-Uwe an der Heiden Leiter des Instituts für Mathematik der
Universität Witten/Herdecke Stockumer Straße 10
W-5810 Witten-Annen
Magengeschwüre werden
selten maligne
Eine japanische Langzeitstudie
n den älteren (chirurgischen) Lehrbüchern finden sich Zahlen über eine maligne Entartung des chronischen Magengeschwürs zwi- schen 20 Prozent und 30 Prozent.
Aus Japan liegen eine Reihe von Da- ten vor, daß mit einem Magenkarzi- nom bei einem Ulkuspatienten allen- falls in einer Größenordnung von 1 bis 2 Prozent zu rechnen ist. In der vorliegenden Arbeit wurden 2529 Patienten, bei denen in den Jahren
1963 bis 1975 ein Ulcus ventriculi diagnostiziert worden war, nachun- tersucht, wobei die Nachbeobach- tungszeit neun bis 23 Jahre betrug.
Insgesamt fanden sich 38 Patienten, bei denen sich ein Magenkarzinom entwickelt hatte oder die an einem Magenkarzinom verstorben waren.
Darunter fanden sich neun Patien- ten, bei denen der Magenkrebs sich an der Stelle entwickelt hatte, wo ur- sprünglich ein benignes Ulkus saß, bei 22 lag der Krebs an einer ande- ren Stelle. Bei den verbleibenden sieben Patienten konnte keine Loka- lisationsdiagnostik betrieben wer- den. Bei sieben der neun obenge- nannten Patienten war bereits bei der Erstuntersuchung ein Magen- krebs vermutet oder nicht mit letzter Sicherheit ausgeschlossen worden, bei den verbleibenden zwei Patien- ten ergab die Aufarbeitung des vor- handenen Datenmaterials unverän- dert die Diagnose eines benignen Ul- cus ventriculi, auch wenn man davon ausgehen muß, daß es sich um ein
benignes Ulkus im Rahmen eines
„malignant cycle" gehandelt haben dürfte. Die Zahl der an einem Ma- genkrebs verstorbenen Ulkuspatien- ten liegt sogar niedriger, als bei ei- nem alters- und geschlechtsspezifi- schen Kontrollkollektiv zu erwarten wäre, so daß man wohl davon ausge- hen kann, daß eine maligne Entar- tung eines Ulcus ventriculi, wenn überhaupt, dann extrem selten vor- kommt.
Lee, S., T. Yao, S. Shindo, H. Okabe, M.
Fujishima: Long-term follow-up of 2529 patients reveals gastric ulcers rarely be- come malignant. Dig. Dis. 35: 763-768, 1990.
Second Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine, Kyushu University Maidashi 3-1-1, Higashi-ku, Fukuoka 812, Japan.
A-758 (62) Dt. Ärztebl. 88, Heft 10, 7. März 1991
