Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Neurodevelopmental anomalies of the hippocampus in rats exposed to weak intensity complex magnetic fields throughout gestation. med./bio.

[Abweichungen in der Nervenentwicklung des Hippokampus bei Ratten, exponiert bei schwachen komplexen Magnetfeldern während der Trächtigkeit].

Veröffentlicht in: Int J Dev Neurosci 2012; 30 (6): 427-433

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Wirkung von schwachen magnetischen Feldern auf die pränatale Gehirn-Entwicklung untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Trächtige Ratten wurden kontinuierlich während der Trächtigkeit bei einer von vier Intensitäten exponiert : 1.) 5-20 nT, 2.) 30-50 nT, 3.) 90-580 nT und 4.) 590-1200 nT (n=2 pro Gruppe). Nach einem Jahr wurden die männlichen Nachkommen im Open Field-Test untersucht und das kontextabhängige Angst-Gedächtnis getestet (n=6-7 pro Gruppe). Außerdem wurden die Anzahl und die Struktur von Hippocampus-Neuronen analysiert (n=4 pro Gruppe).
Frühere Studien zeigten, dass es keinen Unterschied zwischen Ratten, die bei einem schwachen magnetischen Feld exponiert wurden, und einer Kontrollgruppe ohne ein magnetisches Feld gab. Deshalb wurde in dieser Studie die Referenz-Gruppe (5-20 nT) als Kontrolle benutzt.
Das Experiment wurde zweimal durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich bei verschiedenen Feld-Mustern für 24 h/Tag während der Trächtigkeit (21 Tage)

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich bei verschiedenen Feld-Mustern für 24 h/Tag während der Trächtigkeit (21 Tage)
Zusatzinfo temporal structures of a complex magnetic field (composite, LTP-like, and non-sinusoidal 50 Hz field)
Modulation
Modulationsart gepulst
Zusatzinfo

composite pattern: composed of 40 sequential 250 ms signatures of specific frequency-modulated patterns as well as of those derived from mathematical relationships; LTP-pattern: repeated sequences of a primer pulse followed 170 ms later by four working pulses; 50 Hz pattern: rise time and fall time of 1 ms and a plateau and trough of 20 ms; all patterns were presented in a repeating cycle for 10 s, followed by 40 s of no field for 24 h before the next pattern was initiated; each pattern repeated every fourth day throughout gestation

Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau rats kept in one of four identical compartments of a 140 cm x 33 cm x 33 cm plastic cage; identical Herlmholtz coils positioned at each end of the cage; coils created by wrapping 38 cm x 33 cm x 27 cm cartons with 305 m of 30 AWG wire
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 20 nT Maximum gemessen - B = 5 - 20 nT Referenz-Gruppe
magnetische Flussdichte 50 nT Maximum gemessen - B = 30 - 50 nT Gruppe "schwache Intensität"
magnetische Flussdichte 580 nT Maximum gemessen - B = 90 - 580 nT Gruppe "mittlere Intensität"
magnetische Flussdichte 1.200 nT Maximum gemessen - B = 590 - 1200 nT Gruppe "hohe Intensität"

Referenzartikel

  • Whissell PD et al. (2009): Prenatal exposures to LTP-patterned magnetic fields: quantitative effects on specific limbic structures and acquisition of contextually conditioned fear.
  • St-Pierre LS et al. (2008): Altered blood chemistry and hippocampal histomorphology in adult rats following prenatal exposure to physiologically-patterned, weak (50-500 nanoTesla range) magnetic fields.
  • St-Pierre LS et al. (2003): Conspicuous histomorphological anomalies in the hippocampal formation of rats exposed prenatally to a complex sequenced magnetic field within the nanoTesla range.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Im Open Field-Test zeigten sich keine unterschiedlichen Verhaltensweisen zwischen den verschiedenen Gruppen. In der Angst-Konditionierung erstarrten die Ratten, die bei einem schwachen Magnetfeld (30-50 nT) während der pränatalen Entwicklung exponiert wurden, signifikant kürzer als die Ratten der Referenz-Gruppe (5-20 nT). Außerdem zeigten Ratten, die bei einem schwachen Magnetfeld (30-50 nT) exponiert wurden, Anomalien in der zytologischen und morphologischen Entwicklung des Hippocampus (Verringerung der Gesamtgröße des Hippocampus und Begünstigung von subtilen Fehlbildungen in einigen Regionen) im Vergleich zur Referenzgruppe (5-20 nT). Die Exposition bei einem schwächeren oder stärkeren komplexen magnetischen Feld hatte dagegen keinen Einfluss auf die Entwicklung des Hippocampus oder auf das Angst-Verhalten.
Die Ergebnisse deuten daraufhin, dass eine pränatale Exposition bei einem komplexen magnetischen Feld in einem engen Intensitäts-Bereich während der Entwicklung feine, aber dauerhafte Verränderungen in der Struktur und der Funktion des Hippocampus hervorrufen könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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