Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Bioeffects induced by exposure to microwaves are mitigated by superposition of ELF noise med./bio.

[Biowirkungen, induziert durch Exposition bei Mikrowellen, werden durch Überlagerung von ELF-Rauschen abgeschwächt]

Von: Litovitz TA, Penafiel LM, Farrel JM, Krause D, Meister R, Mullins JM

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 1997; 18 (6): 422-430

Ziel der Studie (lt. Autor)

Die Autoren spekulierten, dass eine Überlagerung mit elektromagnetischen Störfeldern, von denen gezeigt wurde, dass sie biologische Reaktionen hemmen, die durch eine Exposition bei extremer Niederfrequenz zustande kommen (siehe Publikation 344 und Publikation 2809), auch die Wirkungen modulierter Mikrowellen hemmen.
Das Ziel der Studie war es, diese Möglichkeit durch Durchführung von Experimenten zu untersuchen, in denen biologische Proben gleichzeitig bei amplitudenmodulierten Mikrowellen und extrem niederfrequenten Störfeldern exponiert wurden.

Hintergrund/weitere Details

L929-Zellen wurden bei 60 Hz amplitudenmodulierten Mikrowellen-Feldern oder bei einem digitalen 50 Hz Burst-moduliertem DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone System)-Handy-Feld bei Werten exponiert, die bekannt dafür sind, eine Erhöhung der Ornithindecarboxylase zu erzeugen, zusammen mit einem bandbegrenzten 30-100 Hz extrem niederfrequentem Störfeld mit einer Effektivwert-Amplitude von bis zu 10 µT.

Endpunkt

Zellfunktionen: Enzymaktivität (Ornithindecarboxylase-Aktivität)

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 50/60 Hz
- Mikrowellen

Exposition	Parameter
Exposition 1: 835 MHz Modulationsart: AM Expositionsdauer: kontinuierlich für 8 h	Leistung: 1 W Mittelwert elektrische Feldstärke: 1 V/cm Mittelwert SAR: 2,5 W/kg Mittelwert
Exposition 2: 840 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: kontinuierlich für 8 h	Leistung: 1 W Mittelwert (Spitzenleistung von 3,8 W) elektrische Feldstärke: 1 V/cm Mittelwert SAR: 2,5 W/kg Mittelwert
Exposition 3: 30–100 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 8 h	magnetische Flussdichte: 4 µT Effektivwert (0,25; 0,5; 1; 2 und 4 µT gleichzeitig mit E1) magnetische Flussdichte: 10 µT Effektivwert (1, 2, 5 und 10 µT gleichzeitig mit E2)

Allgemeine Informationen

The ELF/MW exposure system was designed for concurrent exposure to ELF and MW fields. Controls were performed concurrently inside a separate incubator at 37°C. The four flasks were stacked one on top of another and covered with a 12.7 cm x 7.6 cm x 8.9 cm mil-annealed mu-metal enclosure which was, however, not fully sealed against its base.

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	835 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 8 h

Modulation

Modulationsart	AM
Modulationsfrequenz	60 Hz
Modulationstiefe	23 %
Zusatzinfo	sinusoidal

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Helmholtz-Spule TEM-Zelle signal generator
Kammer	The Crawford cell having two chambers and a double stub tuner was mounted vertically on a rotary table positioned within a pair of Helmholtz coils installed inside a water-jacketed incubator maintained at 37°C. The detailed arrangement of this exposure system has been described in the reference article.
Aufbau	Four 25 cm² tissue culture flasks, each containing 5 ml of culture medium, were placed as pairs, end to end, on either side of the center conductor, flat on non-conducting shelves located at approx. 7 cm from the junction between the center rectangular section and the lower tapered end. The MW EF was perpendicular to the direction of propagation which was parallel to the long axis of the exposure chamber.
Zusatzinfo	There was no measurable temperature increase in the samples over the exposure period.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistung	1 W	Mittelwert	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	1 V/cm	Mittelwert	berechnet	-	-
SAR	2,5 W/kg	Mittelwert	gemessen	-	-

Zusätzliche Parameterdetails

Background 60 Hz MF was below 0.16 µT for exposed samples and below 0.04 µT for control samples.

Mess- und Berechnungsdetails

The SAR distribution for this exposure arrangement has been reported in the reference article. The average SAR was calculated from point measurements taken on a pair of flasks on one side of the center conductor because the configuration was symmetric.

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	840 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 8 h

Modulation

Modulationsart	gepulst
Pulsbreite	7 ms
Tastgrad	33 %
Folgefrequenz	50 Hz
Zusatzinfo	D-AMPS, pseudo-random test sequence in TDMA mode

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Mobiltelefon Helmholtz-Spule TEM-Zelle

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistung	1 W	Mittelwert	gemessen	-	Spitzenleistung von 3,8 W
elektrische Feldstärke	1 V/cm	Mittelwert	berechnet	-	-
SAR	2,5 W/kg	Mittelwert	gemessen	-	-

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	30–100 Hz
Typ	Magnetfeld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 8 h
Zusatzinfo	ELF noise MF superimposed on E1 and E2

Modulation

Modulationsart	s. Zusatzinfo
Zusatzinfo	AC field with random amplitude variations in time

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Helmholtz-Spule TEM-Zelle noise generator
Kammer	In order to ensure a uniform MF, the coils were positioned so that the sample flasks placed in the Crawford cell were contained within a 12.7-cm cylinder with its axis parallel to the axis of the coils. The calculated attenuation of the ELF MF due to eddy currents was 0.08 dB which means that the Crawford cell should be nearly transparent to the ELF MF.
Aufbau	The coils consisting of 10 turns of 26-gauge magnet wire wound on a support ring made of hard plastic tubing had a diameter of 46 cm and a separation of 23 cm and were assembled on a Plexiglas frame positioned around the Crawford cell. The ELF MF was parallel to the base of the flasks so that the ELF EF induced in the cells was parallel to the MW EF. The ELF noise MF was generated using a custom made band limited noise generator connected to the coils via an audio amplifier.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	4 µT	Effektivwert	gemessen	-	0,25; 0,5; 1; 2 und 4 µT gleichzeitig mit E1
magnetische Flussdichte	10 µT	Effektivwert	gemessen	-	1, 2, 5 und 10 µT gleichzeitig mit E2

Mess- und Berechnungsdetails

The applied ELF MF was measured at a fixed location using a 10.2 cm, 200-turn pick-up coil. The rms value of the noise field was determined using an integration time of approx. 60 s. The ELF MF measured in the sample area using a 1.27 cm, 400-turn pick-up coil was found to vary by less than ±2%.

Referenzartikel

Litovitz TA et al. (1993): The role of coherence time in the effect of microwaves on ornithine decarboxylase activity

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
L929 Fibroblasten-Zellen der Maus

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Zellfunktionen: Enzymaktivität (Ornithindecarboxylase-Aktivität: Messung der Freisetzung von ¹⁴CO₂ aus ¹⁴C-markiertem l-Ornithin)

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

In beiden Fällen nahm die Erhöhung der Ornithindecarboxylase-Aktivität exponentiell als Funktion der Effektivwert-Amplitude des Störfelds ab: Mit 60 Hz amplitudenmodulierten Mikrowellen wurde eine vollständige Hemmung (der Ornithindecarboxylase-Erhöhung) bei Störwerten von 2 µT oder mehr erhalten. Mit dem digitalen DAMPS-Handy-Signal trat eine vollständige Hemmung bei Störwerten von 5 µT oder mehr auf.
Diese Ergebnisse deuten auf ein mögliches praktisches Mittel hin, um biologische Wirkungen, die durch die Exposition bei extrem niederfrequenten Feldern oder Mikrowellen-Feldern zustande kommen, zu hemmen.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

EMX Corporation, USA
The Catholic University of American Research Fund

Replikationsstudien

Billaudel B et al. (2009): Effects of exposure to DAMPS and GSM signals on ornithine decarboxylase (ODC) activity: I. L-929 mouse fibroblasts
Höytö A et al. (2007): Ornithine decarboxylase activity of L929 cells after exposure to continuous wave or 50 Hz modulated radiofrequency radiation--a replication study

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