Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

EMF radiations (1800 MHz)-inhibited early seedling growth of maize (Zea mays) involves alterations in starch and sucrose metabolism med./bio.

[Durch eine EMF-Befeldung (1800 MHz) verzögertes frühes Wachstum von Mais-Keimlingen (Zea mays) wird durch Veränderungen im Stärke- und Saccharose-Metabolismus hervorgerufen]

Von: Kumar A, Singh HP, Batish DR, Kaur S, Kohli RK

Veröffentlicht in: Protoplasma 2016; 253 (4): 1043-1049

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Auswirkungen einer Exposition von Mais-Keimlingen bei einem 1800 MHz elektromagnetischen Feld auf das Wachstum und den Kohlenhydrat-Stoffwechsel untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Nach der Keimung wurden die Keimlinge in die folgenden Gruppen eingeteilt: Exposition bei dem elektromagnetischen Feld für 1) 30 Minuten, 2) 1 Stunde, 3) 2 Stunden, 4) 4 Stunden und 5) keine Exposition (Kontrollgruppe). Jede Gruppe bestand aus 5 Petrischalen mit jeweils 10 Keimlingen (n=50 Keimline insgesamt). Alle Keimlinge wurden nach der Exposition weiter kultiviert und nach 7 Tagen untersucht.

Endpunkt

Wirkungen auf Pflanzen: Wachstum und Kohlenhydrat-Stoffwechsel

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 1.800 MHz

Exposition	Parameter
Exposition 1: 1.800 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Minuten	Leistungsflussdichte: 332 mW/m² Mittelwert (± 10,36 mW/m²) Leistung: 0,1 W SAR: 1,69 W/kg
Exposition 2: 1.800 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 Stunde	Leistungsflussdichte: 332 mW/m² Mittelwert (± 10,36 mW/m²) Leistung: 0,1 W SAR: 1,69 W/kg
Exposition 3: 1.800 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 Stunden	Leistungsflussdichte: 332 mW/m² Mittelwert (± 10,36 mW/m²) Leistung: 0,1 W SAR: 1,69 W/kg
Exposition 4: 1.800 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 4 Stunden	Leistungsflussdichte: 332 mW/m² Mittelwert (± 10,36 mW/m²) Leistung: 0,1 W SAR: 1,69 W/kg

Allgemeine Informationen

SAR calculations based on Andreuccetti D, Fossi R, Petrucci C (1997) An internet resource for the calculation of the dielectric properties of body tissues in the frequency range 10 Hz-100 GHz. http://niremf.ifac.cnr.it/tissprop/, (Italy): IFAC-CNR; Based on data published by C Gabriel et al. in 1996

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 30 Minuten

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	antenna
Abstand zw. Messgerät und exponiertem Objekt	3 cm
Kammer	petri dishes (15 cm diameter)
Zusatzinfo	exposure system was kept in an empty separate room coated with special radiofrequency shielding paint in order to protect from external exposure sources

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	332 mW/m²	Mittelwert	gemessen	-	± 10,36 mW/m²
Leistung	0,1 W	-	-	-	-
SAR	1,69 W/kg	-	berechnet	-	-

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 1 Stunde

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Abstand zw. Messgerät und exponiertem Objekt	3 cm

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	332 mW/m²	Mittelwert	gemessen	-	± 10,36 mW/m²
Leistung	0,1 W	-	-	-	-
SAR	1,69 W/kg	-	berechnet	-	-

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 2 Stunden

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Abstand zw. Messgerät und exponiertem Objekt	3 cm

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	332 mW/m²	Mittelwert	gemessen	-	± 10,36 mW/m²
Leistung	0,1 W	-	-	-	-
SAR	1,69 W/kg	-	berechnet	-	-

Exposition 4

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 4 Stunden

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Abstand zw. Messgerät und exponiertem Objekt	3 cm

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	332 mW/m²	Mittelwert	gemessen	-	± 10,36 mW/m²
Leistung	0,1 W	-	-	-	-
SAR	1,69 W/kg	-	berechnet	-	-

Exponiertes System:

Pflanze
Mais-Keimlinge (Zea mays L)
Ganzkörperexposition

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

molekulare Biosynthese: Gesamt-Protein-Konzentration (Bradford-Protein-Test)
morphologische/histopathologische Veränderungen: Wachstum (Länge von Wurzeln und Koleoptilen)
Gehalte an Chlorophyll, Kohlenhydraten (Reaktion mit Anthron) und reduzierenden Zuckern, Enzymaktivitäten der α-Amylase (Reaktion von Stärke mit Jod), β-Amylase, Stärke-Phosphorylasen, sauren und alkalischen Invertasen, sauren und alkalischen Phosphatasen (Spektrophotometrie)

Untersuchtes System:

Wurzeln, Koleoptile, Gewebe-Homogenate und -Extrakte

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Länge der Wurzeln und der Koleoptile sowie der Gehalt an Chlorophyll waren nach 4 Stunden Exposition im Vergleich Kontrollgruppe (Gruppe 5) signifikant reduziert.
Die Gehalte an Kohlenhydraten und reduzierenden Zuckern waren nach einer Stunde Exposition oder mehr (Gruppen 2, 3 und 4) im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht.
Die Enzymaktivitäten der α-Amylase, β-Amylase und der Invertasen waren in den Gruppe 2, 3 und 4 im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht, wohingegen die Enzymaktivität der Stärke-Phosphorylasen zur gleichen Zeit signifikant verringert war. Die Phosphatase-Enzymaktivitäten zeigten keinen eindeutigen Trend.
Bei allen Parametern wurde eine Tendenz zu deutlicheren Wirkungen mit zunehmender Expositionsdauer beobachtet.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von Mais-Keimlingen bei einem 1800 MHz elektromagnetischen Feld das Wachstum und den Kohlenhydrat-Stoffwechsel beeinflussen könnte.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Department of Science and Technology (DST), India
Ministry of Environment, Forests and Climate Change (MoEFCC), India
University Grants Commission (UGC), India

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