Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Exposure to 900 MHz electromagnetic fields activates the mkp-1/ERK pathway and causes blood-brain barrier damage and cognitive impairment in rats. med./bio.

[Exposition bei 900 MHz elektromagnetischen Feldern aktiviert den mkp-1/ERK-Signalweg und verursacht Blut-Hirn-Schranken-Schädigung und kognitive Beeinträchtigung bei Ratten].

Veröffentlicht in: Brain Res 2015; 1601: 92-101

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Auswirkungen einer Exposition von Ratten bei einem 900 MHz elektromagnetischen Feld auf das räumliche Gedächtnis, Neuron- und Blut-Hirn-Schranken-Schädigungen und die potenziell zugrunde liegenden Wirkungsmechanismen untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

108 Ratten wurden in 3 Gruppen eingeteilt (jeweils n=36): 1) Schein-Exposition, 2) Exposition bei dem Magnetfeld für 14 Tage und 3) 28 Tage. In jeder Gruppe wurden 3 Ratten für die Elektronenmikroskopie, 6 für die Immunhistochemie, 12 für den Evans Blau-Test, 6 für den Western Blot und 9 für das Morris-Wasserlabyrinth genutzt.
Hämoxygenase-1 (HO-1) ist ein Marker für oxidativen Stress. Die MAPK-Phosphatase-1 (mkp-1) reguliert die Aktivität und Expression von ERK 1 und 2. Die Autoren stellten die Hypothese auf, dass der mkp-1/ERK-Signalweg möglicherweise in einem Zusammenhang mit der Regulation von HO-1, einer Schädigung der Blut-Hirn-Schranke und nachfolgenden kognitiven Schäden in Zusammenhang stehen könnte.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 900 MHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 3 Stunden/Tag für 14 Tage
Exposition 2: 900 MHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 3 Stunden/Tag für 28 Tage

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 3 Stunden/Tag für 14 Tage
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • Monopolantenne
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle 1 m
Aufbau four rats were exposed simultaneously in an immobilization apparatus with their heads towards the antenna at a distance of at least 1 m; the propagation direction of the signal was in the direction of the long-axis of the rats; the position of the rats during exposure on each day was altered
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 2 W Spitzenwert - - Ausgangs-Leistung
Leistungsflussdichte 1 mW/cm² - gemessen - in der Nähe des Kopfes
SAR 0,016 W/g - berechnet und gemessen Ganzkörper in Phantom bestimmt
SAR 2 W/g - berechnet und gemessen Teilkörper im Kopf, in Phantom bestimmt

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 3 Stunden/Tag für 28 Tage
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 2 W Spitzenwert - - Ausgangs-Leistung
Leistungsflussdichte 1 mW/cm² - gemessen - in der Nähe des Kopfes
SAR 0,016 W/g - berechnet und gemessen Ganzkörper in Phantom bestimmt
SAR 2 W/g - berechnet und gemessen Teilkörper im Kopf, in Phantom bestimmt

Referenzartikel

  • Hao D et al. (2013): Effects of long-term electromagnetic field exposure on spatial learning and memory in rats.
  • Tu WZ et al. (2012): Analgesic effect of electroacupuncture on chronic neuropathic pain mediated by P2X3 receptors in rat dorsal root ganglion neurons.
  • Odaci E et al. (2008): Effects of prenatal exposure to a 900 MHz electromagnetic field on the dentate gyrus of rats: a stereological and histopathological study.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Nach 28-tägiger Exposition (Gruppe 3) war im Vergleich zur 14-tägigen Exposition (Gruppe 2) und zur Schein-Exposition das räumliche Gedächtnis signifikant beeinträchtigt.
Die ultrastrukturelle Untersuchung ergab in den Gruppen 2 und 3 im Vergleich zur Schein-Exposition Ödeme zwischen den Neuronen und Blutgefäßen. In Gruppe 3 zeigten sich zusätzlich geschwollene oder fehlende Organellen und zytoplasmatische Vakuolisierung in den Neuronen.
In beiden Expositions-Gruppen war im Vergleich zur Schein-Exposition und in Gruppe 3 im Vergleich zu Gruppe 2 der Gehalt an HO-1 signifikant erhöht.
In der immunhistochemischen Analyse war in Gruppe 3 der Gehalt an Albumin im Hippocampus und Kortex im Vergleich zu Gruppe 2 und zur Schein-Exposition signifikant erhöht. Allerdings konnte auch in Gruppe 2 Albumin nachgewiesen werden. Zusätzlich wurde in den Gruppen 2 und 3 im Vergleich zur Schein-Exposition ein signifikant erhöhter Gehalt an Evans Blau festgestellt. In Gruppe 3 war im Vergleich zur Schein-Exposition die mkp-1-Expression signifikant erhöht und die ERK-Phosphorylierung signifikant reduziert.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von Ratten bei einem 900 MHz elektromagnetischen Feld das räumliche Gedächtnis und die Blut-Hirn-Schranke schädigen und der mkp-1/ERK-Signalweg in diesen Prozess involviert sein könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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