Medizinische/biologische Studie (Beobachtungsstudie)

Effect of long-term occupational exposure to extremely low-frequency electromagnetic fields on proinflammatory cytokine and hematological parameters med./bio.

[Wirkung einer beruflichen Langzeit-Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern auf pro-inflammatorische Zytokine und hämatologische Parameter]

Von: Hosseinabadi MB, Khanjani N, Samaei SE, Nazarkhani F

Veröffentlicht in: Int J Radiat Biol 2019; 95 (11): 1573-1580

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer beruflichen Langzeit-Exposition bei ELF-MF und EF eines Kraftwerks auf proinflammatorische Zytokine und hämatologische Parameter bei Arbeitern untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Teilnehmer der Studie waren Arbeiter, die in verschiedenen Bereichen eines Kraftwerks in Semnan, Iran, tätig sind. Insgesamt wurden 112 Angestellte als Expositions-Gruppe und 138 Angestellte als Kontrollgruppe in die Studie einbezogen. Die Expositions-Gruppe bestand aus Technikern (n=33), Kraftwerkern (n=27), Ingenieuren (n=23) und Büroarbeitern, die nah an Quellen von ELF-MF und EF arbeiteten (n=29), während die Kontrollgruppe aus Büroarbeitern bestand, die alle nur gering bei ELF-MF und EF exponiert waren.
Vor Beginn der Arbeitsschicht des letzten Arbeitstages der Woche wurden von allen Teilnehmern Blut-Proben genommen. Alle Teilnehmer waren männlich.

Endpunkt

Wirkungen auf das Immunsystem: Gehalt an proinflammatorischen Zytokinen und hämatologische Parameter

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- berufliche Exposition

Exposition	Parameter
Exposition 1: NF (< 10 MHz) Expositionsdauer: Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten) Expositions-Gruppe (insgesamt)	magnetische Flussdichte: 172,6 µT Maximum magnetische Flussdichte: 29,5 µT Mittelwert über Zeit (± 16,8 µT) elektrische Feldstärke: 82,4 V/m Maximum elektrische Feldstärke: 25,5 V/m Mittelwert über Zeit (± 12,09 V/m)
Exposition 2: NF (< 10 MHz) Expositionsdauer: Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten) Techniker	magnetische Flussdichte: 172,6 µT Maximum magnetische Flussdichte: 12,6 µT Minimum magnetische Flussdichte: 46,5 µT Mittelwert über Zeit (± 19,8 µT) elektrische Feldstärke: 82,4 V/m Maximum elektrische Feldstärke: 3,2 V/m Minimum elektrische Feldstärke: 29,1 V/m Mittelwert über Zeit (± 14,2 V/m)
Exposition 3: NF (< 10 MHz) Expositionsdauer: Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten) Kraftwerker	magnetische Flussdichte: 39,7 µT Maximum magnetische Flussdichte: 5,6 µT Minimum magnetische Flussdichte: 25 µT Mittelwert über Zeit (± 8 µT) elektrische Feldstärke: 41,6 V/m Maximum elektrische Feldstärke: 2,3 V/m Minimum elektrische Feldstärke: 24,3 V/m Mittelwert über Zeit (± 8,5 V/m)
Exposition 4: NF (< 10 MHz) Expositionsdauer: Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten) Ingenieure	magnetische Flussdichte: 38,2 µT Maximum magnetische Flussdichte: 3,5 µT Minimum magnetische Flussdichte: 22 µT Mittelwert über Zeit (± 16,5 µT) elektrische Feldstärke: 49,6 V/m Maximum elektrische Feldstärke: 2,5 V/m Minimum elektrische Feldstärke: 23,5 V/m Mittelwert über Zeit (± 11,4 V/m)
Exposition 5: NF (< 10 MHz) Expositionsdauer: Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten) Büroarbeiter	magnetische Flussdichte: 33,7 µT Maximum magnetische Flussdichte: 7,8 µT Minimum magnetische Flussdichte: 19,4 µT Mittelwert über Zeit (± 5,8 µT) elektrische Feldstärke: 53,9 V/m Maximum elektrische Feldstärke: 1,4 V/m Minimum elektrische Feldstärke: 22,1 V/m Mittelwert über Zeit (± 12,9 V/m)

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	NF (< 10 MHz)
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Expositionsdauer	Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten)
Zusatzinfo	Expositions-Gruppe (insgesamt)

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Kraftwerk
Aufbau	die Teilnehmer wurden bei ELF-MF und EF exponiert, die hauptsächlich durch Stromleitungen, elektrische Generatoren, Transformatoren und Verteilernetze erzeugt wurden; die Teilnehmer gaben ihre Arbeits- und Nicht-Arbeitsplätze (z.B. ihre Plätze zum Ausruhen und Mittagessen) und die Zeit, die sie an jedem Arbeitsplatz verbrachten, an; an diesen Plätzen wurden Punktmessungen durchgeführt; die Messung der Magnetfelder erfolgte durch Platzieren der Sonde in einer Höhe von 1 m; zur Messung der elektrischen Felder wurde die Sonde in einer Höhe von 1 m und 2,5 m Abstand zum Körper des Arbeiters platziert, um die elektrischen Felder störungsfrei zu messen; ein bestimmter Abstand wurde zwischen dem Messgerät und dem Körper des Arbeiters eingehalten, um die elektrischen Felder störungsfrei zu messen; insgesamt wurden etwa 700 Punktmessungen an den Arbeitsplätzen durchgeführt; der 8-h zeitgewichtete Mittelwert der Exposition durch Magnetfelder und elektrische Felder wurde anschließend berechnet

Expositionsquelle

Kraftwerk

Aufbau

die Teilnehmer wurden bei ELF-MF und EF exponiert, die hauptsächlich durch Stromleitungen, elektrische Generatoren, Transformatoren und Verteilernetze erzeugt wurden; die Teilnehmer gaben ihre Arbeits- und Nicht-Arbeitsplätze (z.B. ihre Plätze zum Ausruhen und Mittagessen) und die Zeit, die sie an jedem Arbeitsplatz verbrachten, an; an diesen Plätzen wurden Punktmessungen durchgeführt; die Messung der Magnetfelder erfolgte durch Platzieren der Sonde in einer Höhe von 1 m; zur Messung der elektrischen Felder wurde die Sonde in einer Höhe von 1 m und 2,5 m Abstand zum Körper des Arbeiters platziert, um die elektrischen Felder störungsfrei zu messen; ein bestimmter Abstand wurde zwischen dem Messgerät und dem Körper des Arbeiters eingehalten, um die elektrischen Felder störungsfrei zu messen; insgesamt wurden etwa 700 Punktmessungen an den Arbeitsplätzen durchgeführt; der 8-h zeitgewichtete Mittelwert der Exposition durch Magnetfelder und elektrische Felder wurde anschließend berechnet

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	172,6 µT	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	29,5 µT	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 16,8 µT
elektrische Feldstärke	82,4 V/m	Maximum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	25,5 V/m	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 12,09 V/m

Zusätzliche Parameterdetails

die Kontrollgruppe wurde bei einer magnetischen Flussdichte von 1,5 ± 0,5 µT und einer elektrischen Feldstärke von 2,6 ± 0,8 V/m exponiert

Mess- und Berechnungsdetails

der Messbereich der MF und EF-Messungen lag bei 30-2000 Hz

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	NF (< 10 MHz)
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Expositionsdauer	Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten)
Zusatzinfo	Techniker

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Zusatzinfo	Techniker waren hauptsächlich verantwortlich für Steuerung, Überwachung und Wartung von Geräten in der gesamten Anlage

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	172,6 µT	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	12,6 µT	Minimum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	46,5 µT	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 19,8 µT
elektrische Feldstärke	82,4 V/m	Maximum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	3,2 V/m	Minimum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	29,1 V/m	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 14,2 V/m

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	NF (< 10 MHz)
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Expositionsdauer	Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten)
Zusatzinfo	Kraftwerker

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Zusatzinfo	Kraftwerker inspizierten die Stromerzeugungsanlagen und kontrollierten den Stromfluss zwischen den Generatoren und Umspannwerken

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	39,7 µT	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	5,6 µT	Minimum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	25 µT	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 8 µT
elektrische Feldstärke	41,6 V/m	Maximum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	2,3 V/m	Minimum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	24,3 V/m	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 8,5 V/m

Exposition 4

Hauptcharakteristika

Frequenz	NF (< 10 MHz)
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Expositionsdauer	Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten)
Zusatzinfo	Ingenieure

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Zusatzinfo	die Aufgaben der Ingenieure waren Installation, Modifikation, Prüfung und Qualitätskontrolle der Ausrüstung, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	38,2 µT	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	3,5 µT	Minimum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	22 µT	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 16,5 µT
elektrische Feldstärke	49,6 V/m	Maximum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	2,5 V/m	Minimum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	23,5 V/m	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 11,4 V/m

Exposition 5

Hauptcharakteristika

Frequenz	NF (< 10 MHz)
Typ	elektrisches Feld Magnetfeld
Expositionsdauer	Arbeit seit mindestens 2 Jahren im Kraftwerk in Vollzeit (8-12 Stunden Schichten)
Zusatzinfo	Büroarbeiter

Expositionsaufbau

Expositionsquelle

gleicher Aufbau wie Exposition 1

Zusatzinfo

Büroarbeiter waren an der Planung und Terminierung aller Werksaktivitäten sowie an der Entwicklung und Verbesserung von Richtlinien, Normen und Verfahren beteiligt; einige arbeiteten innerhalb des Kraftwerks oder in einer Abteilung,
die sich in der Nähe der Turbinen und Generatoren befand, was zu einer hohen Exposition bei ELF-MF und EF führte; außerdem mussten sie den Zustand der Nieder- und Mittelspannungs-Räume des Kraftwerks täglich untersuchen und überwachen, wie andere Arbeitsgruppen ihre Aufgaben erfüllen

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	33,7 µT	Maximum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	7,8 µT	Minimum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	19,4 µT	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 5,8 µT
elektrische Feldstärke	53,9 V/m	Maximum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	1,4 V/m	Minimum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	22,1 V/m	Mittelwert über Zeit	berechnet und gemessen	-	± 12,9 V/m

Referenzartikel

Cam ST et al. (2011): Occupational exposure to magnetic fields from transformer stations and electric enclosures in Turkey
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) (2010): IEEE Recommended Practice for Measurements and Computations of Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields with Respect to Human Exposure to Such Fields, 0 Hz to 100 kHz. (INACTIVE-RESERVED)

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Wirkungen auf das Immunsystem: Gehalt an proinflammatorischen Zytokinen IL-1β, IL-6 and TNF-α im Serum (ELISA) und hämatologische Parameter, z.B. Gehalt an weißen Blutkörperchen, roten Blutkörperchen, Blutplättchen, Hämoglobin und Procalcitonin, Hämatokrit, mittleres korpuskuläres Volumen, mittleres korpuskuläres Hämoglobin, mittlere korpuskuläre Hämoglobin-Konzentration, Erythrozyten-Verteilungsbreite, mittleres Blutplättchen-Volumen, Blutplättchen-Verteilungsbreite, Anteil an Lymphozyten (hämatologisches Analysegerät)

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)
Blut-Proben

Untersuchungszeitpunkt:

während der Befeldung
nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Der durchschnittliche Gehalt an IL-1β und IL-6, an weißen Blutkörperchen und roten Blutkörperchen, Blutplättchen und Procalcitonin, der Lymphozyten-Anteil sowie das mittlere korpuskuläre Volumen waren in der Expositions-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht.
Darüber hinaus waren der durchschnittliche Gehalt an IL-6, IL-1β, an weißen Blutkörperchen, Lymphozyten, roten Blutkörperchen, Hämatokrit und das mittlere korpuskuläre Volumen bei Technikern, die die höchste Exposition bei Magnetfeldern aller Tätigkeitsgruppen hatten, signifikant höher im Vergleich zu den anderen Tätigkeiten.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine berufliche Langzeit-Exposition bei niederfrequenten Magnetfeldern und elektrischen Feldern eines Kraftwerks eine Wirkung auf die Produktion proinflammatorischer Zytokine und auf einige hämatologische Parameter bei Arbeitern haben könnte.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
Beobachtungsstudie
Voll-/Hauptstudie
Querschnittsstudie

Studie gefördert durch

Shahroud University of Medical Sciences, Iran

Themenverwandte Artikel

Bagheri Hosseinabadi M et al. (2021): Oxidative stress associated with long term occupational exposure to extremely low frequency electric and magnetic fields
Bagheri Hosseinabadi M et al. (2020): Investigating the effects of exposure to extremely low frequency electromagnetic fields on job burnout syndrome and the severity of depression; the role of oxidative stress
Bagheri Hosseinabadi M et al. (2020): The effect of vitamin E and C on comet assay indices and apoptosis in power plant workers: A double blind randomized controlled clinical trial
Hosseinabadi MB et al. (2020): Investigating the effects of vitamins E and C on oxidative stress and hematological parameters among power plant workers: A double-blind randomized controlled clinical trial
Touitou Y et al. (2020): Evaluation in humans of ELF-EMF exposure on chromogranin A, a marker of neuroendocrine tumors and stress
Mahaki H et al. (2020): Effects of Various Densities of 50 Hz Electromagnetic Field on Serum IL-9, IL-10, and TNF-α Levels
Hosseinabadi MB et al. (2019): The effect of chronic exposure to extremely low-frequency electromagnetic fields on sleep quality, stress, depression and anxiety
Hosseinabadi MB et al. (2019): DNA damage from long-term occupational exposure to extremely low frequency electromagnetic fields among power plant workers
Hosseinabadi MB et al. (2019): The Effect of Extremely Low-Frequency Electromagnetic Fields on the Prevalence of Musculoskeletal Disorders and the Role of Oxidative Stress
Zendehdel R et al. (2019): DNA effects of low level occupational exposure to extremely low frequency electromagnetic fields (50/60 Hz)
Zhang Y et al. (2016): Effects of dietary green tea polyphenol supplementation on the health of workers exposed to high-voltage power lines
Kunt H et al. (2016): Effects of electromagnetic radiation exposure on bone mineral density, thyroid, and oxidative stress index in electrical workers
Wang Z et al. (2016): Effects of electromagnetic fields on serum lipids in workers of a power plant
Wang Z et al. (2016): Effects of electromagnetic fields exposure on plasma hormonal and inflammatory pathway biomarkers in male workers of a power plant
Tiwari R et al. (2015): Epinephrine, DNA integrity and oxidative stress in workers exposed to extremely low-frequency electromagnetic fields (ELF-EMFs) at 132 kV substations
Tiwari R et al. (2013): The Potential Bioeffects of Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields on Melatonin Levels & Related Oxidative Stress in Electric Utility Workers Exposed to 132 kV Substation
Balamuralikrishnan B et al. (2012): Evaluation of chromosomal alteration in electrical workers occupationally exposed to low frequency of electro magnetic field (EMFs) in Coimbatore population, India
Dominici L et al. (2011): Genotoxic hazard evaluation in welders occupationally exposed to extremely low-frequency magnetic fields (ELF-MF)
Celikler S et al. (2009): A biomonitoring study of genotoxic risk to workers of transformers and distribution line stations
Ichinose TY et al. (2004): Immune markers and ornithine decarboxylase activity among electric utility workers
Khalil AM et al. (1993): Cytogenetic changes in human lymphocytes from workers occupationally exposed to high-voltage electromagnetic fields