Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Chronic exposure to GSM 1800-MHz microwaves reduces excitatory synaptic activity in cultured hippocampal neurons med./bio.

[Chronische Exposition bei GSM 1800 MHz-Mikrowellen reduziert die exzitatorische synaptische Aktivität bei kultivierten Hippokampus-Neuronen]

Von: Xu S, Ning W, Xu Z, Zhou S, Chiang H, Luo J

Veröffentlicht in: Neurosci Lett 2006; 398 (3): 253-257

In dieser Studie wurde die Wirkung einer chronischen Mikrowellen-Befeldung (GSM, 1800 MHz) auf die Aktivität von Glutamat-Rezeptor-Kanälen in kultivierten Hippokampus-Neuronen von Ratten untersucht.

Glutamat-Rezeptor-Kanäle spielen eine entscheidende Rolle bei exzitatorischen synaptischen Übertragungs-Prozessen. Veränderungen in den Glutamat-Rezeptor-Funktionen könnten für mögliche biologische Wirkungen von GSM-Mikrowellen auf die Gehirn-Aktivität verantwortlich sein.
Eine große Gruppe von von Glutamat-Rezeptoren, die ionotropen Rezeptoren, bestehen aus membranständigen Protein-Untereinheiten, die extrazelluläre Bindungsstellen für ihre jeweiligen Liganden besitzen und einen Ionenkanal bilden. Zwei typische Glutamat-Rezeptoren sind der NMDA-Rezeptor (bestehend aus den Untereinheiten NR1 und NR2, welche wiederum verschiedene Formen haben können, z.B. NR2A, NR2B) und der AMPA (Alpha-Amino-3-Hydroxy-5-Methyl-4-Isoxazol-Propionsäure)-Rezeptor (bestehend aus den Untereinheiten GluR1, GluR2, GluR3 und GluR4), und ihre Agonisten sind NMDA und AMPA.
Weiterhin wurde die Dichte von PSD95 in exponierten und schein-exponierten Neuronen gemessen wurde. PSD95, eine Hauptkomponente der postsynaptischen Dichte (PSD), dient der Aggregation von Neurotransmitter-Rezeptoren und nachgeordneten Enzymen und gewährleistet so die selektive Aktivierung verschiedener Signalkaskaden innerhalb der Zelle.
Die Hippokampus-Neuronen-Kulturen wurden aus Sprague-Dawley-Ratten präpariert.

Zellfunktionen: Aktivität und funktionelle Veränderungen der Glutamat-Rezeptor-Kanäle

Exposition	Parameter
Exposition 1: 1.800 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: täglich wiederholte Exposition, 15 min/Tag, für 8 Tage	SAR: 2,4 W/kg

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	täglich wiederholte Exposition, 15 min/Tag, für 8 Tage

Expositionsquelle	Wellenleiter [Schonborn et al., 2001]
Kammer	Two rectangular waveguides, one for RF and one for sham exposure, were placed inside a conventional incubator at 37 °C, 5% CO₂, and 95% humidity.
Aufbau	Six 35-mm dishes were positioned in the H field maximum of the standing wave and exposed in E polarisation.
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	2,4 W/kg	-	berechnet und gemessen	-	-

The SAR was determined theoretically and confirmed experimentally.

Schönborn F et al. (2001): Basis for optimization of in vitro exposure apparatus for health hazard evaluations of mobile communications

Exponiertes System:

Zellfunktionen: Aktivität und funktionelle Veränderungen der Glutamat-Rezeptor-Kanäle: NMDA- und AMPA (Alpha-Amino-3-Hydroxy-5-Methyl-4-Isoxazol-Propionsäure)-Rezeptor-Ströme (Patch-clamp-Methode; für jede Zelle wurden fünf Minuten mindestens 100 exzitatorische postsynaptische Mini-Ströme aufgezeichnet); Verteilungs-Dichte der verschiedenen Rezeptor-Untereinheiten und postsynaptische Dichte (Immunzytochemie: NR1, NR2A, NR2B, GluR1, GluR2, GluR3 und PSD95; Mikroskopie, Morphometrie)

Untersuchtes System:

Untersuchungszeitpunkt:

Eine chronische GSM Mikrowellen-Befeldung induzierte einen Amplituden-Abfall in den exzitatorischen postsynaptischen Mini-Strömen der AMPA-Rezeptoren, wohingegen sich die Amplituden bei den NMDA-Rezeptoren nicht veränderten. Die Frequenz der exzitatorischen postsynaptischen Mini-Ströme der AMPA-Rezeptoren veränderte sich nicht durch die Befeldung.
Eine chronische Exposition hatte keinen Einfluss auf die einzelnen Rezeptor-Untereinheiten.
Die Dichte von PSD95 sank bei chronischer Mikrowellen-Befeldung.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine GSM Mikrowellen-Befeldung die exzitatorische synaptische Aktivität sowie die Anzahl der exzitatorischen Synapsen in Ratten-Hippokampus-Neuronen reduzieren kann.

Studienmerkmale:

Razavinasab M et al. (2016): Maternal mobile phone exposure alters intrinsic electrophysiological properties of CA1 pyramidal neurons in rat offspring
Ahlers MT et al. (2014): No influence of acute RF exposure (GSM-900, GSM-1800, and UMTS) on mouse retinal ganglion cell responses under constant temperature conditions
Chen C et al. (2014): Exposure to 1800 MHz radiofrequency radiation impairs neurite outgrowth of embryonic neural stem cells
Haghani M et al. (2013): Maternal mobile phone exposure adversely affects the electrophysiological properties of Purkinje neurons in rat offspring
Bas O et al. (2009): 900 MHz electromagnetic field exposure affects qualitative and quantitative features of hippocampal pyramidal cells in the adult female rat
Del Vecchio G et al. (2009): Continuous exposure to 900MHz GSM-modulated EMF alters morphological maturation of neural cells
Ragbetli MC et al. (2009): Effect of prenatal exposure to mobile phone on pyramidal cell numbers in the mouse hippocampus: a stereological study
Mausset-Bonnefont AL et al. (2004): Acute exposure to GSM 900-MHz electromagnetic fields induces glial reactivity and biochemical modifications in the rat brain
Wang Z et al. (1991): No evidence for effects of mild microwave irradiation on electrophysiological and morphological properties of cultured embryonic rat dorsal root ganglion cells