Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Stress-related endocrinological and psychopathological effects of short- and long-term 50Hz electromagnetic field exposure in rats med./bio.

[Stress-ähnliche endokrinologische und psychopathologische Wirkungen von Kurz- und Langzeit-Exposition bei einem 50 Hz elektromagnetischen Feld bei Ratten]

Von: Szemerszky R, Zelena D, Barna I, Bardos G

Veröffentlicht in: Brain Res Bull 2010; 81 (1): 92-99

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Kurzzeit- und Langzeit-Wirkungen einer elektromagnetischen 50 Hz-Feld-Exposition auf das Angst- und Depressions-verbundene Verhalten von Ratten in Verbindung mit der Entwicklung eines chronischen Stress-Zustandes untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Adulte männliche Ratten (n=32, 8 Ratten/Gruppe (zwei Expositions-Gruppen, zwei Schein-Expositions-Gruppen)) wurden bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern (50 Hz, 0,5 mT) für fünf Tage, 8 h täglich (Kurzzeit-Exposition) oder für vier bis sechs Wochen, 24 Stunden täglich (Langzeit-Exposition) exponiert.
Die Autoren stellten die Hypothese auf, dass eine extrem niederfrequente elektromagnetische Langzeit-Exposition zu einem chronischen Stress-Zustand führt, der durch die permanente Aktivierung der Hypothalamus-Hypophyse-Nebennieren-Achse begleitet wird mit darauffolgendem Angst- und Depressions-ähnlichem Verhalten (die Aktivierung dieser Achse führt zu einer erhöhten CRF-Sekretion aus dem Hypothalamus, was das Splicing des adrenocortikotropen Hormons (ACTH) aus Proopiomelanocortin-Vorläufern im Hypophysen-Vorderlappen bewirkt. ACTH löst die Sekretion von Glucocorticoiden aus der Nebennierenrinde aus).
Der Forced Swim-Test ist ein Tier-Modell, das oft bei Untersuchungen der Depression verwendet wird. Es ist ein 2-Tages-Hilflosigkeits-Verfahren, bei dem die Ratten unter Bedingungen schwimmen müssen, bei denen eine Flucht nicht möglich ist.

Endpunkt

Wirkungen auf Kognition/Verhalten: Angst- und Depressions-verbundenes Verhalten, chronischer Stress

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition	Parameter
Exposition 1: 50 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 8 h/Tag an 5 Tagen	elektrische Feldstärke: 525 V/m Minimum elektrische Feldstärke: 575 V/m Maximum magnetische Flussdichte: 0,5 mT (+/- 0,025 mT)
Exposition 2: 50 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 8 h/Tag während 6 Wochen	elektrische Feldstärke: 525 V/m Minimum elektrische Feldstärke: 575 V/m Maximum magnetische Flussdichte: 0,5 mT (+/- 0,025 mT)

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	50 Hz
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Signalform	sinusoidal
Expositionsdauer	kontinuierlich für 8 h/Tag an 5 Tagen

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Helmholtz-Spule
Aufbau	Two Helmholtz coils with a radius of 21 cm and 240 turns of 1.4 mm glaze-insulated copper wire, 21 cm apart; 35 cm x 35 cm x 17 cm plastic box with the rats placed between the coils
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
elektrische Feldstärke	525 V/m	Minimum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	575 V/m	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	0,5 mT	-	gemessen	-	+/- 0,025 mT

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	50 Hz
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Signalform	sinusoidal
Expositionsdauer	kontinuierlich für 8 h/Tag während 6 Wochen

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
elektrische Feldstärke	525 V/m	Minimum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	575 V/m	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	0,5 mT	-	gemessen	-	+/- 0,025 mT

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

molekulare Biosynthese: Proopiomelanocortin (POMC)-mRNA-Expression in der Hypophyse (in situ Hybridisierung)
endokrine Veränderungen: mit chronischem Stress-verbundene endokrine Veränderungen (Gewicht von Nebenniere und Thymus; Hormon-Gehalte im Blut von ACTH und Corticosteron (Radioimmunoassay); Hämatokrit-Gehalt; Blut-Glukose-Gehalt)
Kognitions-/Verhaltensendpunkte: Angst-verbundenes Verhalten (erhöhter Plus-Labyrinth-Test; z.B. verbrachte Zeit/Anzahl der Eintritte in den offenen/geschlossenen Arm, verbrachte Zeit im zentralen Bereich, Anzahl des Aufrichtens) und Depressions-verbundenes Verhalten (Forced Swim-Test; nur bei der Langzeit-Expositions-Gruppe; Dauer des Treibenlassens, Schwimmens und Abkämpfens)
Körpergewicht

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)
Gewebeschnitt (in vitro)
isoliertes Organ (in vitro)
Blut-Proben
Untersuchung am lebenden Organismus

Untersuchtes Organsystem:

Untersuchungszeitpunkt:

vor der Befeldung
während der Befeldung
nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

In Bezug auf die somatischen Parameter waren beide Expositions-Bedingungen unwirksam, d.h. es waren keine der Veränderungen vorhanden, die charakteristisch für chronischen Stress sind (Körpergewichts-Verminderung, Thymus-Rückbildung und Nebennieren-Hypertrophie).
Die Ergebnisse zeigten, dass ein KURZZEITIGES, wiederholtes extrem niederfrequentes elektromagnetisches Feld mit Hilfe der untersuchten Parameter bei Ratten keine Anzeichen von chronischem Stress induzierte oder irgendwelche Symptome eines Angst-ähnlichen Verhaltens.
Nach kontinuierlicher LANGZEIT-Exposition wurden erhöhte Blut-Glukose-Gehalte, erhöhte POMC-mRNA-Gehalte im Hypophysen-Vorderlappen und eine erhöhte Empfindlichkeit für Depressions-ähnliches Verhalten nachgewiesen.
Es wird geschlussfolgert, dass eine lange und kontinuierliche Exposition bei einem relativ starken elektromagnetischem Feld (die durchschnittliche Stärke der menschlichen Exposition ist normalerweise kleiner als in diesem Experiment) als milde Stress-Situation zählen könnte und ein Faktor für die Entwicklung eines depressiven Zustandes oder von metabolischen Störungen sein könnte.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Hungarian Scientific Research Fund (OTKA), Hungary

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