Krebsentstehung durch nieder- und hochfrequente elektromagnetische Felder im beruflichen und außerberuflichen Bereich?

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1 Aus dem Institut und Poliklinik für Arbeits- und Umeltmedizin der Ludig-Maximilians-Universität München Vorstand: Prof. Dr. med Dennis Noak Krebsentstehung durch nieder- und hochfrequente elektromagnetische Felder im beruflichen und außerberuflichen Bereich? - Eine Literaturübersicht - Dissertation zum Ererb des Doktorgrades der Medizin an der Medizinischen Fakultät der Ludig-Maximilians-Universität zu München vorgelegt von Thomas Jurda Aus München Jahr 2003

2 Mit Genehmigung der Medizinischen Fakultät der Universität München Berichterstatter: Prof. Dr. D. Noak Mitberichterstatter: Prof. Dr. Dr. h.c. E. Lengfelder Mitbetreuung durch den promovierten Mitarbeiter: PD Dr. rer. biol. hum. Katja Radon Mc Dekan: Prof. Dr. med. Dr. h.c. K. Peter Tag der mündlichen Prüfung: 10. Juli

3 1. Einleitung Physikalische Grundlagen Biologische Grundlagen Mögliche Confounder für epidemiologische tudien Zielsetzung Methoden und Material Ausahl der tudien Experimentelle tudien Epidemiologische tudien Ergebnisse In vitro-experimente Melatonin-Hypothese Transkriptions- und Expressionsschäden Calcium-ignaleg Freie Radikale Ornithindecarboxylase Die Radon-Hypothese In vivo-experimente Melatoninhypothese In vivo-experimente zu Chromosomenveränderungen In vivo-experimente zur Karzinogenese In vivo-experimente zu Tumorpromotion und Copromotion Hautkrebs Brustkrebs Lebertumore, Leukämie Durch UV-tahlung induzierte Tumoren In vivo-experimente nach Implantation von Tumorzellen Zusammenfassung Epidemiologische tudien Außerberufliche Kinder und Jugendliche Leukämie Gehirntumore Brustkrebs Alle Krebsarten

4 Erachsene Leukämie Gehirntumore Brustkrebs Andere Krebsarten Krebs allgemein Berufliche Leukämie Gehirntumore Brustkrebs Andere Krebsarten Krebs allgemein mit hohen Frequenzen Leukämie Gehirntumore Andere Krebsarten Krebs allgemein Berufliche und außerberufliche Krebs bei Kindern beruflich Exponierter Diskussion Experimentelle tudien Epidemiologische tudien Poeranalyse Zusammenfassung Anhang Tabellenverzeichnis Tabellen Literaturverzeichnis Lebenslauf

5 1. Einleitung Das öffentliche Interesse am möglichen Zusammenhang zischen der gegenüber elektromagnetischen Feldern und der Erkrankung an Krebs ist seit einer 1979 vorgelegten tudie, die einen zei- bis dreifachen Anstieg an Krebserkrankungen bei Kindern nachies, die nahe an tromleitungen ohnten (Wertheimer und Leeper 1979), stark gestiegen. Es urde ein Zusammenhang mit magnetischer trahlung vermutet, da diese, im Gegensatz zu elektrischer trahlung, in der Lage ist, normale Gebäude zu durchdringen. Dies ar der Beginn intensiver Forschung mit epidemiologischen und experimentellen Ansätzen, die sich mit dem Zusammenhang zischen elektromagnetischen Feldern und Krebs befaßte. Untersucht urden die Krebsrate bei Kindern und Erachsenen, die in der Nähe von Hochspannungsleitungen und normalen Versorgungsleitungen ohnten, der Zusammenhang mit ihrem tromverbrauch oder mit der Nutzung elektrischer Geräte im Haushalt. In immer stärkerem Maße sind auch hochfrequente Felder, ie sie zum Beispiel durch Funktelefone entstehen, von Interesse. Beiden Arten von Feldern ist gemeinsam, daß sie ubiquitär vorkommen und aus der heutigen, hochtechnisierten Welt kaum egzudenken sind. Niemand kann sich ihnen ganz oder dauernd entziehen. Der Zusammenhang zischen beruflicher durch elektromagnetische Felder und Krebsinzidenz ar ein eiterer cherpunkt der Forschung, hier sind vor allem die esentlich höheren Feldstärken von Interesse. Auch im beruflichen Bereich gibt es neben der Belastung durch niederfrequente Felder (eta im Elektrizitätserk) Belastungen im Mikro- oder Radioellenbereich, eta in Radaranlagen oder der elektronischen Industrie. Eine große Herausforderung auf dem Gebiet der elektromagnetischen Felder ist dabei nach ie vor die sabschätzung, obei hauptsächlich zei Methoden angeandt urden. Zum einen urde hierfür die konkrete Messung der tatsächlichen Feldstärke zu einem bestimmten Zeitpunkt verendet. Zum anderen urde vielfach die Abschätzung der kumulativen Belastung über einen geissen Zeitraum hineg verendet zum Beispiel durch die Entfernung zu einer tromleitung und den sogenannten historic load, den tromdurchfluß in dieser Leitung in der Vergangenheit. Des eiteren urde die Belastung über den Beruf oder den tromverbrauch abgeschätzt. Neben epidemiologischen Untersuchungen existiert eine Vielzahl von experimentellen tudien, die versuchen, die Mechanismen für eine mögliche Krebsentstehung durch elektromagnetische Felder zu klären. Es erden mehrere Mechanismen diskutiert, auch ist noch offen, ob elektromagnetische Felder, enn sie zur Entstehung beitragen, den Krebs initiieren oder ob sie im inne einer Promotion oder 4

6 Co-Promotion dazu beitragen, daß sich Krebs entickelt, nachdem er aus anderen Ursachen entstanden ist. 1.1 Physikalische Grundlagen Elektromagnetische Felder erden nach ihrer Frequenz eingeteilt (s. Abb. 1 ). 1 Hz 1 KHz Elektrischer trom 1 MHz Radioellen 1 GHz Hz Hz Hz Infrarot Ultraviolett ichtbares Licht Hz Röntgen- und Gammastrahlung Hz Hz Kosmische trahlung Abbildung 1: Das Frequenzspektrum elektromagnetischer Felder Die von Haushaltsstrom (50 Hz in Europa, 60 Hz in den UA) oder Bahnstrom (16,67 Hz) erzeugten Felder gehören zu den elektromagnetischen Feldern extrem niedriger Frequenz ( extremely lo frequency electromagnetic fields oder ELF-EMF ). Im Radioellenbereich (10 MHz bis 300 GHz) ist der Mikroellenbereich (300 Mhz bis 300 Ghz) enthalten. Diese sogenannten hochfrequenten Felder ( high-frequency fields oder HF-fields) entstehen zum Beispiel durch Funktelefone ( MHz und 1,8-2,2 GHz, je nach Netz), Mikroellenherde (2450 Hz), oder Radaranlagen (>3000 Hz). Felder höherer Frequenz (auf die hier nicht eingegangen erden soll) findet man bei Infrarot- und Ultraviolettstrahlung (IR und UV), bei Röntgen- und Gamma-trahlung und schließlich bei der kosmischen trahlung. Radioellen erden oft durch ein eiteres ignal niedrigerer Frequenz moduliert. o können sie zum Beispiel Informationen eiterleiten. Die häufigsten Formen der Modulation sind Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und Pulsmodulation (siehe Abbildung 2). 5

7 Unmoduliertes ignal Amplitudenmoduliertes ignal Pulsmoduliertes ignal Abbildung 2 Modulation hochfrequenter Wellen (nach Juutilainen und des eze 1998) Bei der Amplitudenmodulation ird die Amplitude der Trägerelle durch das niederfrequente ignal moduliert. Ähnlich ird bei der Frequenzmodulation die Frequenz in einem engen Bereich nahe der Grundfrequenz moduliert. Eine onderform der Amplitudenmodulation ist die Pulsmodulation. ie ird zum Beispiel beim europäischen (GM) oder amerikanischen (DAMP) Mobilfunksystem benutzt, ährend beim analogen Mobilfunk frequenzmodulierte ignale verendet erden. Pulsmodulierte ignale hoher Intensität und mit kurzen Pulsen findet man z.b. bei Radaranlagen. Die Intensität der Felder ird für nieder- und hochfrequente Felder unterschiedlich bestimmt. Für Felder, die durch tromleitungen, Haushaltsgeräte etc., also niederfrequente Wechselströme, entstehen, ird zur Dosimetrie üblichereise die magnetische Flußdichte in Tesla (T) angegeben. Die Hintergrundstrahlung in der Umgebung erreicht Flußdichten von bis zu T (Lacy-Hulbert et al. 1998). In 50 cm Abstand von einem Fön erden zum Beispiel 30 µt gemessen (Lacy-Hulbert et al. 1998), in unmittelbarer Nähe einer Heizdecke über 10 µt (Vena et al. 1991). Durch elektrische Geräte verursachte Felder lassen aber mit zunehmender Entfernung in ihrer Flußdichte stark nach (1/s 2 ), so daß in 1 m Abstand meist kein Feld mehr nachgeiesen erden kann. In Wohnungen mit elektrischer Heizung findet man Flußdichten von 0,08 bis 0,16 µt (Valjus 1996), ährend durch tromleitungen verursachte Felder in Wohnungen nach einer französischen Untersuchung in der Regel zischen 0,01 und 1 µt betragen (Lacy Hulbert et al. 1998). Diese Angaben gelten 6

8 für Europa (Wechselstrom mit 50 Hz, 220/230 V). In Ländern mit anderer tromversorgung, eta den UA (Wechselstrom mit 60 Hz, 110 V) herrschen andere Feldstärken vor. Bei hochfrequenten Feldern, ie sie zum Beispiel durch Mobiltelefone verursacht erden, ird zur Dosimetrie die spezifische Absorptionsrate (AR) verendet. ie ird in Watt pro Kilogramm (W/kg) angegeben und beträgt bei Mobiltelefonen zum Beispiel durchschnittlich 8,1*10-4 bis 2,35*10-3 W/kg mit pitzen von bis zu 1,9 W/kg (Rothman et al a). 1.2 Biologische Grundlagen Im Gegensatz zu niederfrequenten Feldern, deren Energie im allgemeinen nicht ausreicht um Geebe zu erärmen, erden bei hochfrequenten Feldern drei Arten der nach ihrem Effekt gegenüber des exponierten Geebes unterschieden. Bei hoher steigt die Körpertemperatur des exponierten Organismus trotz körpereigener Gegenregulation an, somit ird ein thermischer Effekt erzielt. Bei der mittleren hält die Thermoregulation die Körpertemperatur konstant. Im niedrigen sbereich ird eder die Körpertemperatur verändert noch kommt es zu Wirkungen auf die Thermoregulation. Die letzten beiden Arten der (auch athermale genannt) sind im Zusammenhang mit Krebsinitiation oder -promotion interessant. Als Grenze zischen athermischer und thermischer urde eine AR von 4 W/kg geählt. In dieser Arbeit urden nur en im athermischen Bereich betrachtet. Krebs entsteht durch törungen der Prozesse, die Proliferation, Lokalisation und Mortalität der Zellen betreffen. Veränderungen in der DNA von Krebszellen reichen vom Austausch einzelner Basen bis hin zu komplexen chromosomalen Abnormalitäten, zum Beispiel Translokationen und Deletionen. Bekannte Tumorinitiatoren ie chemische Karzinogene, ionisierende oder Röntgenstrahlung oder UV- Licht verursachen direkte DNA-chäden. Ebenso kommt es zu mutationsbedingten chäden in DNA- Reparaturmechanismen. Neben gesteigerter Proliferation kann auch eine törung der Prozesse, die die Zellzahl senken (programmierter Zelltod oder Apoptose), zur Krebsenticklung führen. Für die Entstehung eines Tumors sind ahrscheinlich mehrere Mutationen notendig. Daraufhin deuten auch Tierversuche zur Tumorgenese, bei denen ein bekanntes Mutagen als Initiator eingesetzt ird. Krebs entsteht dann nach Applikation eines Tumorpromotors, der für sich allein nicht karzinogen, ohl aber proliferationssteigernd ist. Dieser Promotor führt ohne Initiation durch ein Mutagen nicht zu Krebs, ist aber dennoch ein esentlicher Faktor in der Kanzerogenese: ird die mit dem Promotor vermieden, ird die Häufigkeit manifester Krebserkrankungen gesenkt. 7

9 1.3 Mögliche Confounder für epidemiologische tudien Bei epidemiologischen tudien sollten mögliche Confounder berücksichtigt erden, d.h. Noxen, Einflüsse etc., die neben den zu untersuchenden Faktoren, auf die die tudie abzielt, möglichereise e- benfalls Ausirkungen auf den Untersuchungsgegenstand haben. Im Falle der tudien zum möglichen Zusammenhang zischen der gegenüber elektromagnetischen Feldern und Krebs müssen also Faktoren berücksichtigt erden, die möglichereise eine Rolle bei der Kanzerogenese bz. der Promotion oder Copromotion spielen und mit der assoziiert sind. Werden diese möglichen Confounder nicht berücksichtigt, ird das Ergebnis der Untersuchung möglichereise verfälscht. Es ist dann nicht klar, ob die zu untersuchende Größe, die gegenüber elektromagnetischen Feldern, oder ein anderer Faktor, der zar möglichereise mit der Belastung gegenüber elektromagnetischen Feldern zusammenhängt, aber nicht explizit erfaßt urde, dessen also nicht qualitativ oder quantitativ abgeschätzt urde, für die Krebsentstehung verantortlich ist. Ein Beispiel für einen solchen möglichen Confounder ist die Benzolbelastung an Hauptverkehrsstraßen. Wird eine tudie durchgeführt, die den Zusammenhang zischen Wohnen an Hochspannungsleitungen und Leukämieentstehung bei Kindern in den Vereinigten aaten untersucht, muß die leukämogene Wirkung der Autoabgase berücksichtigt erden, da in den Vereinigten taaten die Hochspannungsleitungen an den Highays entlang verlaufen, und Kinder, die einer hohen Belastung gegenüber Hochspannungsleitungen ausgesetzt sind, zangsläufig auch einer hohen Abgasbelastung ausgesetzt sind. Neben der Belastung gegenüber Benzol und Abgasen spielt möglichereise auch eine Belastung z. B. gegenüber ionisierenden trahlen, tyrol, Lösemitteln oder Pestiziden eine Rolle bei der Leukämieentstehung. Mögliche Confounder, die bei Untersuchungen zu Krebsarten des Gehirns bz. des ZN berücksichtigt erden sollten, sind z.b. Passivrauchen, Halsverletzungen, Epilepsie, Röntgenaufnahmen von Kopf oder Hals oder gegenüber Lösemitteln. 8

10 2. Zielsetzung Ziel der vorliegenden Arbeit ar es, einen Gesamtüberblick über die bestehende Literatur zum möglichen Zusammenhang zischen der gegenüber elektromagnetischen Feldern und der Entstehung von Krebs zu geben. Zum einen sollten die Ergebnisse experimenteller tudien dargestellt erden, zum anderen die epidemiologischen Untersuchungen zu diesem Thema. Hieraus urde der aktuelle Forschungsstand beurteilt, und gezeigt, in elchen Bereichen Forschungsbedarf besteht. Ein empfehlensertes tudiendesign für experimentelle und epidemiologische tudien urde entickelt. Über eine Poeranalyse sollte darüber hinaus die benötigte Fallzahl für epidemiologische tudien anhand der aus den bestehenden tudien bekannten Kenngrößen ermittelt erden. Damit sollen nicht nur ein Vergleich mit den Fallzahlen der vorhandenen tudien ermöglicht erden sondern auch die Mindestzahlen für eiterführende tudien angegeben erden. 9

11 3. Methoden und Material 3.1 Ausahl der tudien Mittels Medline Recherche urden aus den publizierten tudien zum Themenkomplex Elektromagnetische Felder und Krebs zum einen solche Untersuchungen ausgeählt, die einen kausalen Zusammenhang bz. einen Wirkungsmechanismus experimentell nachzueisen versuchten, zum anderen tudien, die sich mit der Epidemiologie von Krebs bei Personen, die gegenüber elektromagnetischen Feldern exponiert aren, beschäftigten. Die tudien urden tabellarisch erfaßt. Kritisch beertet urde die Verertbarkeit einer experimentellen Arbeit anhand der Relevanz für die vorliegende Fragestellung, d.h. inieeit die Ergebnisse der tudie zur Klärung des Zusammenhanges zischen elektromagnetischen Feldern und Krebs beim Menschen beitragen können. Außerdem urde darauf geachtet, ob versucht urde, die Ergebnisse zu reproduzieren. Als Gütekriterien für die epidemiologischen tudien urden in erster Linie die sklassifizierung, die Berücksichtigung von möglichen Confoundern und die Anzahl der exponierten Fälle verendet. Es urden nur solche tudien betrachtet, die sich mit dem Zusammenhang zischen elektromagnetischen Feldern und Krebs befaßten. tudien zu Elektrosensibilität, Teratogenität oder eiteren möglichen Folgen der gegenüber elektromagnetischen Feldern urden nicht berücksichtigt. Im Bereich der experimentellen tudien urden neben aktuellen Originalarbeiten Übersichtsarbeiten, die 1998 veröffentlicht urden, verendet. Konnten bestimmte Zeitschriften per Fernleihe nicht in einem Zeitraum von einigen Monaten besorgt erden, urde das Ergebnis aus verläßlich erscheinenden Übersichtsarbeiten abgeleitet. Diese urden ebenfalls dazu verendet, einen Überblick über den Forschungsstand auf dem experimentellen Gebiet zu geinnen. Der cherpunkt dieser Arbeit liegt auf dem Gebiet der epidemiologischen tudien zum Thema elektromagnetische Felder und Krebs, hier urden ausschließlich die Originalarbeiten verendet. Es urden 35 experimentelle tudien, 6 Übersichtsarbeiten von 1998 und 1999 soie 122 epidemiologische tudien aus dem Zeitraum betrachtet. 3.2 Experimentelle tudien Experimentelle Arbeiten versuchen Kausalität zu untersuchen, indem sie Wirkungsmechanismen prüfen. Dazu urde einerseits in vitro über verschiedene Ansätze, z.b. Nacheis direkter DNA- chädigung, Ausirkungen auf Enzymaktivität oder Zellproliferation, als auch in vivo über Tierversuche, z.b. mit implantierten Tumorzellen oder nach Vorbehandlung mit bekannten Karzinogenen zur Krebsinitiierung versucht, einen Wirkungsmechanismus zu finden. Tierversuche ermöglichen es, das toxische oder karzinogene Potential verschiedener chemischer oder physikalischer Einflüsse aus der 10

12 Umelt zu bestimmen. Es soll jeeils anhand von Untersuchungsansatz, Methodik, Ergebnissen soie chlußfolgerung und Diskussion ein Überblick über die ausgeählten Arbeiten gegeben erden. 3.3 Epidemiologische tudien Die epidemiologischen tudien, die in dieser Arbeit ausgeertet urden, versuchten, Hineise auf einen möglichen Zusammenhang zischen einer bestimmten und dem Auftreten von Krebs zu finden. Es urden zei verschiedene Ansätze zur Klärung der Frage eines möglichen Zusammenhanges zischen der gegenüber elektromagnetischen Feldern und dem Auftreten von Krebs verendet: (1) Fall-Kontroll-tudien, bei denen Personen, die an Krebs erkrankt bz. daran verstorben sind (Fälle), mit Gesunden (Kontrollen) verglichen erden: Fälle und Kontrollen sollten in möglichst vielen Faktoren übereinstimmen (Alter, Geschlecht, sozioökonomischer tatus etc.). Ein onderfall sind hier die sogenannten matched pairs : Paare von Fällen und Kontrollen, die in Bezug auf törgrößen übereinstimmen (z.b. Familienmitglieder, Arbeitskollegen). o kann man die Odds Ratio (OR) errechnen: Anzahl der Fälle (exponiert) * Anzahl Kontrollen (nicht exponiert) Anzahl der Fälle (nicht exponiert) * Anzahl der Kontrollen (exponiert) (2) Retrospektive Kohortenstudien, die eine bestimmte Bevölkerung über einen bestimmten Zeitraum betrachten. o kann man die Inzidenz bz. Mortalität bestimmter Krankheiten in der Gruppe der Exponierten mit der der nicht Exponierten vergleichen. Das relative Risiko errechnet sich hieraus ie folgt: Inzidenzrate bei Exponierten Inzidenzrate bei Nichtexponierten Ein ichtiger Punkt bei epidemiologischen Untersuchungen ist die sbestimmung oder - abschätzung. Die Flußdichten elektromagnetischer Felder kann man enteder messen oder abschätzen; Messungen sind am exaktesten, aber auch am aufendigsten, vor allem bei größeren Fallzahlen. Desegen urde die meist anhand verschiedener Modelle abgeschätzt: Enteder über die einfache Entfernung zum elektromagnetischen Feld (zum Beispiel durch Hochspannungsleitungen verursacht), oder über den sogenannten Wire code, hier ird aus dem Abstand zur tromleitung und dem tromdurchfluß bz. Durchmesser des Leiters ein relativer Wert (in 5 tufen) abgeschätzt: (1) sehr hoher, (2) hoher, (3) niedriger, (4) sehr niedriger Wire code, im Vergleich zum Wire code (5) unterirdisch. Es ird angenommen, daß die Felder unterirdisch verlegter Kabel vollkommen abgeschirmt erden (Wertheimer und Leeper 1979). Eine eitere Möglichkeit besteht darin, die Häufigkeit des 11

13 Gebrauchs elektrischer Geräte zu erfassen, um daraus, evtl. in Verbindung mit beispielhaften Messungen, eine Belastung abzuschätzen. Die vorliegenden tudien lassen sich in solche, die eine zu Hause, also nicht berufsbedingt, und solche, die eine am Arbeitsplatz untersuchten, aufteilen. Die Belastung zu Hause ird enteder durch elektrische Leitungen am oder im Haus oder durch den Gebrauch von elektrischen Geräten verursacht. Bei der Untersuchung von Krebs bei Kindern urde die zum einen auf das Kind selbst, zum andern pränatal, auf die Mutter, untersucht. tichprobenartige Messungen bz. Punktmessungen urden häufig an verschiedenen tellen der Wohnung durchgeführt, eta im chlafzimmer, im Wohnzimmer oder an der Eingangstür. Ebenso urden vereinzelt 24 h-messungen durchgeführt. Daraus urden z.b. folgende Parameter errechnet und verendet: Mittelert, Median, 90e Percentile, aus denen von den Autoren skategorien erstellt urden. Ein eiterer Ansatz neben der reinen chätzung bestand darin, aus verschiedenen Daten anhand physikalischer Modelle die magnetische Flußdichte zu errechnen, dabei urden die Entfernung zur tromleitung, Eigenschaften der Leitung ie Durchmesser der Kabel, Phase, Höhe und eitere Merkmale der Masten und die historic load, der tromdurchfluß der Leitung in der Vergangenheit, berücksichtigt. Im Bereich beruflich Exponierter urde häufig anhand der Berufs- oder Tätigkeitsbezeichnung oder der Vorgeschichte des Berufstätigen (eta ann er in elchem Bereich des Betriebes eingesetzt urde), eventuell in Verbindung mit stichprobenartigen Messungen, seine abgeschätzt. 12

14 4. Ergebnisse Zunächst sollen die Experimente betrachtet erden, die unter in vitro-bedingungen mögliche Mechanismen untersucht haben, ie elektromagnetische Felder Krebs verursachen oder zu seiner Entstehung beitragen könnten. Anschließend soll auf die in vivo-experimente eingegangen erden. Die tudien erden hier jeeils den zugrundeliegenden Hypothesen zugeordnet dargestellt. Dann ird ein Überblick über die epidemiologischen tudien gegeben, die sich mit einem möglichen Zusammenhang zischen der mit elektromagnetischen Feldern und dem Auftreten von Krebs beschäftigt haben. 4.1 In vitro-experimente Melatonin-Hypothese Ein relativ neuer Ansatz ist die sogenannte Melatoninhypothese. UNTERUCHUNGANATZ: Die Zirbeldrüse am Dach des dritten Ventrikels andelt Licht-timuli der Retina in Hormonsignale um. Licht supprimiert die Melatoninausschüttung, daher unterliegt die Hormonausschüttung einem circadianen Rhythmus mit hohen Melatoninkonzentrationen in der Nacht, niedrigen am Tag. Aus Beobachtungen in Tierversuchen ird vermutet, daß die Zirbeldrüse neben Licht auch auf elektromagnetische Felder reagiert. Daraus entstand die Hypothese, daß steigende mit magnetischen Feldern zu sinkender Produktion des in Bezug auf hormonabhängige Tumore (ie Brustkrebs) vermutlich onkostatisch irksamen Melatonins führt (tevens 1987, tevens et al. 1992, siehe Abbildung 3). 13

15 50/60 Hz Magnetfeldexposition Zirbeldrüse: Reduzierte nächtliche Melatoninproduktion Ovarien: gesteigerte Östrogenproduktion Hypophyse: gesteigerte Prolaktinproduktion Brustdrüse: gesteigerte Proliferation von tammzellen Reduzierter onkostatischer Effekt des Melatonins Immunsuppression Konsequenz: Gesteigertes Brustkrebsrisiko Abbildung 3 Magnetfelder, Melatonin und Brustkrebs, vereinfachte schematische Darstellung nach tevens 1987 METHODIK: Menschlichen Tumorzellen urde Melatonin zugeführt, und diese urden anschließend mit elektromagnetischen Feldern befeldet. ERGEBNIE: Das Wachstum kultivierter menschlicher Brustkrebszellen ließ sich durch Melatoningabe senken, dieser Effekt urde durch niederfrequente elektromagnetische Felder aufgehoben (Liburdy et al. 1993, Liburdy 1994, 1995; Blask 1993). Allerdings zeigte eine tudie bei Befeldung mit Feldstärken von 0,2 µt keine Wirkung (Blask 1993). DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Die Melatoninhypothese ist ein vielversprechender Ansatz, der zumindest für Brustkrebs in vitro bisher nachvollziehbare Ergebnisse lieferte. Hier besteht eiterer Forschungsbedarf, möglichst in Verbindung mit in vivo- und epidemiologischen tudien, um die Hypothese zu prüfen. Einen Überblick bietet Tabelle 1, eite 88. In vivo Experimente zur Melatoninhypothese erden auf eite 20 vorgestellt Transkriptions- und Expressionsschäden UNTERUCHUNGANATZ: Die folgenden Experimente untersuchten, ob elektromagnetische Felder die Transkription bz. Expression der DNA schädigen können. Es urden zahlreiche Versuche durchgeführt, um eine direkte Mutagenität von elektromagnetischen Feldern nachzueisen. Obohl die Energie von niederfrequenten elektromagnetischen Feldern zu gering ist, um die truktur der DNA zu verändern, könnten sie doch zu törungen in der DNA-Reparatur, bei der Replikation oder egregation führen. 14

16 METHODIK: Nach Befeldung gegenüber elektromagnetischen Feldern urden Chromosomenveränderungen anhand von Transkriptions- bz. Expressionsschäden ie Uridin- bz. Thymidinaufnahme, Mikrokernraten, Zellproliferation und Zunahme der Apoptose gemessen. ERGEBNIE: Zunächst sollen die Experimente betrachtet erden, die niederfrequente Felder zur der Zellen verendeten. Über die Uridin- bz. Thymidinaufnahme urde in mehreren Versuchen von unterschiedlichen Forschergruppen bei Feldstärken zischen 1 und 3,5 mt eine gesteigerte RNA- bz. DNA-ynthese nachgeiesen (Goodman und Henderson 1986, Cossarizza et al. 1989, Phillips und McChesney 1991). Bisher konnten die einzelnen Experimente jeeils nicht reproduziert erden (Löscher und Liburdy 1998). Eine Übersicht bieten Tabellen 4 und 5, eiten 88 und 89. Die Ergebnisse in Bezug auf Mikrokernraten aren inhomogen: bei Fruchtasserzellen urde kein Effekt beobachtet, bei Plattenepithelkarzinomzellen urden Zu- und Abnahmen beobachtet, ährend menschliche Lymphozyten eine Zunahme bei gleichzeitiger Bestrahlung mit einem Gleichspannungsfeld zeigten (Tofani et al. 1995, imko et al. 1998). Die Ergebnisse sind in Tabelle 4, eite 88 dargestellt. Ebenso zeigten menschliche Lymphozyten, die verschiedenen Frequenzen ausgesetzt urden, keine Chromosomenveränderungen, außer sie urden mit ionisierender trahlung vorbestrahlt (Cohen et al. 1986, Cadosssi et al. 1992). iehe dazu Tabelle 6, eite 89. Ebenfalls keinen Effekt zeigten Versuche zur Chromosomenseggregation in Hamsterzellen (aalman et al. 1991). Die Ergebnisse zeigt Tabelle 5, eite 89. Goodman und Henderson (1993) fanden eine Zunahme von Translations- und Transkriptionsschäden anhand der Aufnahme eines radioaktiv markierten Metaboliten, verendet urden Feldstärken von 70 µt bis 1,1 mt. (dargestellt in Tabelle 8, eite 90.) Inkongruent aren die Ergebnisse zur Zellproliferation: Es urde ein Anstieg der Zellzahl (Cain et al. 1993, Harland et al. 1993, Liburdy et al. 1993) ebenso berichtet ie eine Abnahme (Conti et al. 1985). Andere Gruppen zeigten keinen Effekt (Rosenthal et al. 1989, Dees et al. 1996), zei tudien iesen eine gesteigerte Zytostatika-Effektivität bei Brustkrebszellen durch Bestrahlung mit niederfrequenten Feldern nach (Johann et al. 1993, Mikorey-Lechner et al. 1993), dargestellt in Tabelle 9, eite 90. Eine Zunahme der Apoptose fand sich bei Feldstärken zischen 0,1 und 1 mt nur bei Krebszellen, nicht aber bei Fruchtasserzellen (imkó et al. 1998). Eine Übersicht findet sich in Tabelle 10, eite 91. Bei hochfrequenten Feldern fanden sich ebenfalls Hineise auf gesteigerte DNA-ynthese (Garaj- Vrhovac et al. 1990), und, durchgängig in verschiedenen Radio- und Mikroellenfrequenzbereichen, Hineise auf DNA-Mutationen an menschlichen Lymphozyten und Hamsterzellen (Garaj-Vrhovac et al. 1991, 1992, Maes et al. 1993, Haider et al. 1994, d Ambrosio et al. 1995), in einer tudie konnte 15

17 eine Dosis-Wirkungsbeziehung, abhängig von der szeit, die zischen 10 und 30 Minuten betrug, nachgeiesen erden (Garaj-Vrhovac et al. 1996). Die Ergebnisse sind in Tabelle 4, eite 88 zusammengefaßt. Inhomogen aren dagegen die Ergebnisse in Bezug auf Chromosomenveränderungen im hochfrequenten Frequenzbereich. Die verendeten Frequenzen lagen zischen 440 MHz und 7,7 GHz. In einem Teil der tudien fand sich eine Zunahme der Chromosomenveränderungen (Yao 1976 und 1982, Alam et al. 1987, Garaj-Vrhovac et al. 1990, 1991, 1993). Mehrere Arbeitsgruppen fanden jedoch keinen Effekt auf chromosomaler Ebene (Lloyd et al. 1984, 1986, Eberle et al. 1996, Malyapa et al. 1997). In zei tudien, die menschliche Lymphozyten mit 954 MHz bz. 2,45 GHz bestrahlten, fand sich eine Zunahme an Chromosomenaberrationen, nicht aber an chesterchromatidaustauschraten oder DNA- chäden (Maes et al. 1993, 1995). Eine Übersicht bietet Tabelle 5, eite 89. Bei der Untersuchung von ynergieeffekten (durch bekannte Mutagene und elektromagnetische Felder) urde in den meisten Arbeiten kein Effekt beobachtet (Ciaravino et al. 1987, Maes et al. 1996). Es fand sich zudem kein Unterschied zischen Zellen, die mit einem Mutagen behandelt urden und befeldet urden und Zellen, die nur mit elektromagnetischen Feldern behandelt urden (Ciaravino et al. 1987, Meltz et al. 1987, 1989, 1990, Kerbacher et al. 1990). ignifikante Unterschiede erzielten tudien, die C3H10T1/2 Zellen mit Mikroellen, teileise kombiniert mit Röntgenstrahlung, befeldeten und anschließend mit 12-O-Tetradecanoylphorbol-13-Acetat (TPA), einem chemischen Promotor, behandelten (Balcer-Kubiczek et al. 1985, 1989, 1991) oder menschliche Lymphozyten mit 935,2 oder 954 MHz bestrahlten und anschließend mit Mitomycin C behandelten (Maes et al und 1997). Eine Übersicht über die tudien zu ynergieeffekten bietet Tabelle 6, eite 89. Bei der Untersuchung von Translations- und Transkriptionsschäden anhand der Aufnahme eines radioaktiv markierten Metaboliten fand sich eine inverse Korrelation: Zunahme bei niedrigen, Abnahme bei hohen spezifischen Absorptionsraten (Cleary et al. 1990). Eine Übersicht bietet Tabelle 8, eite 90. DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Die Ergebnisse der vorliegenden tudien sind nicht konsistent, es sind eitere tudien nötig, um beurteilen zu können, ob niederfrequente elektromagnetische Felder in der Lage sind, DNA direkt zu schädigen. Die tudien, die positive Ergebnisse erarbeiteten, bedürfen der Reproduktion, möglichst durch andere Labore. Außerdem muß das Design der Experimente überprüft erden, so urde zum Beispiel bei den Versuchsergebnissen von Goodman und Henderson (1986), Cossarizza et al. (1989), Phillips und McChesney (1991), die eine gesteigerte RNA- bz. DNA-ynthese nach Befeldung zeigten, vermutet, daß es sich hierbei um durch den Feldgenerator bedingte Artefakte handelte (Lacy-Hulbert et al. 1998). Die Ergebnisse in Bezug auf Befeldung mit hohen Frequenzen sind idersprüchlich und lassen keine abschließende Beurteilung zu. 16

18 4.1.3 Calcium-ignaleg UNTERUCHUNGANATZ: Calcium-Ionen fungieren als second messenger bei der ignaltransduktion. ie spielen eine ichtige Rolle am Anfang der ignalkette, durch die Zellen miteinander kommunizieren, und die zu Geninduktion, Protein-ynthese und Zellproliferation führt. Der Calciumspiegel in der Zelle ird genau reguliert; zu hohe Calciumkonzentrationen irken toxisch und führen zum programmierten Zelltod (Apoptose). Vermutet urde nun, daß elektromagnetische Felder in der Lage sind, den Calcium-Haushalt der Zellen zu stören. METHODIK: Es urde nach Befeldung der Calciumspiegel in den Zellen bz. der Calciumeinstrom in die Zellen gemessen, außerdem urden die Botenstoffe IP 3 und Mn ++ untersucht. Eine Möglichkeit, Calciumspiegelveränderungen in Echtzeit zu beobachten, bietet die Fluoreszenz-pektroskopie. ERGEBNIE: tudien, die den Calcium-piegel nach Bestrahlung untersuchten, fanden soohl eine Zunahme (Walleczek und Liburdy 1990, Lindström et al. 1993) als auch eine Abnahme (Conti et al. 1985). Teileise zeigten sich nur kleine Veränderungen oder kein Effekt (Blackman et al. 1985, Parkinson und Hanks 1989, Hojevik et al. 1995). Walleczek fand eine Zunahme der Calciumaufnahme nach Bestrahlung von Lymphozyten mit 60 Hz-Wechselstromfeldern mit einer Feldstärke von 6,5 mt für eine tunde und eine Abnahme auf Null nach Bestrahlung mit 3 Hz Rechteckspannung (6,5 mt für eine tunde), allerdings urde der Effekt nur nach zusätzlicher Verendung des Mitogens Convanavalin A (cona) beobachtet (Walleczek und Liburdy 1990). Bei den Botenstoffen IP 3 und Mn ++ fand sich eine Konzentrationssteigerung bz. teigerung des Einstroms nach Befeldung (Korzhsleptova et al. 1995, Hojevik et al. 1995). Bei Untersuchung der Calciumspiegelveränderungen mittels Fluoreszenz-pektroskopie fand sich kein Effekt durch Bestrahlung (Markov et al. 1993), bz. ein Effekt nur nach Behandlung der Zellen mit cona (Liburdy et al. 1992). Einen Überblick über die Ergebnisse im niederfrequenten Bereich gibt Tabelle 11, eite 91. Im hochfrequenten Bereich berichten Kittel et al. (1996) nach Befeldung mit 2450 MHz, Modulationsfrequenz 16 Hz, über eine teigerung von Calcium-Einstrom und Aktivität der Calcium-ATPase, ährend andere Autoren keinen Effekt erzielen konnten (helton und Merrit 1981, Merrit et al. 1982, Albert et al. 1987, Wood et al. 1993), es ird vermutet, daß hier thermische Effekte ein Rolle spielten (Repacholi 1998). Einen Überblick über die Ergebnisse im hochfrequenten Bereich gibt Tabelle 11, eite 91. DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Die vorliegenden Ergebnisse sind inkonsistent und eisen nicht auf einen Zusammenhang zischen Befeldung mit elektromagnetischen Feldern und Änderungen im Calciumsignaleg hin. Auch hier bedürfen die idersprüchlichen Ergebnisse einer Überprüfung 17

19 4.1.4 Freie Radikale AUGANGHYPOTHEE: Freie Radikale entstehen als Zischenprodukte im toffechsel des Körpers und können Fette, Eieiße und DNA schädigen. Ein Anstieg der freien Radikale fördert DNA- chäden. Es ird angenommen, daß komplexe biochemische Abläufe durch elektromagnetische Felder gestört erden könnten, so daß die Bildung freier Radikale zunimmt. METHODIK: Zur quantitativen Bestimmung der freien Radikale urde die Fluoreszenzerfassung verendet ERGEBNIE: Einige Arbeiten fanden in der Fluoreszenzerfassung einen Anstieg der freien Radikale nach Bestrahlung mit Feldstärken zischen 0 und 10 T (Batchelor et al. 1992, Harkins und Grissom 1994, Roy et al. 1995). Die Nitrit-Produktion durch Makrophagen urde durch Bestrahlung mit Feldstärken zischen 1 und 100 mt nicht verändert (Mnaimneh et al. 1996). Zu tudien zum Zusammenhang zischen elektromagnetischen Feldern und Freien Radikalen bietet Tabelle 12 auf eite 91 einen Überblick. DIKUION UND CHLUFOLGERUNG Der Zusammenhang zischen elektromagnetischen Feldern und freien Radikalen ist noch nicht geklärt, bietet aber einen vielversprechenden Ansatz, ie elektromagnetische Felder komplexe Vorgänge in Zellen beeinflussen könnten. Es fehlen bisher tudien zur mit hochfrequenten Feldern Ornithindecarboxylase FORCHUNGANATZ: Die Aktivität der Ornithindecarboxylase ist erhöht in schnellachsenden Zellen, auch in Tumorzellen. Dieses Enzym ird beirkt, daß Zellen in die -Phase eintreten können, es ist somit ein ichtiger Regulator von DNA-Replikation und Zellproliferation. Vermutet urde, daß durch mit elektromagnetischen Feldern die Aktivität des Enzyms gesteigert erden könnte. METHODIK: Es urde nach Befeldung die Aktivität des Enzyms Ornithindecarboxylase photometrisch gemessen. ERGEBNIE: Im nieder- ie im hochfrequenten Bereich urde in mehreren Versuchen übereinstimmend eine teigerung der Aktivität des Enzyms Ornithindecarboxylase gefunden (Krause et al. 1990, Litovitz et al. 1991, 1993, Penafiel et al. 1997). Zum Teil konnte eine Dosis-Wirkungsbeziehung nachgeiesen erden (Byus et al. 1988). Eine tudie, die im Gegensatz zu den anderen tudien keine Tumorzellen, sondern menschliche Amnionzellen verendete, fand keine teigerung der Enzymaktivität (Galt et al. 1995). Aznadiv et al. (1995) konnten die Ergebnisse von Litovitz et al nicht reproduzieren. Zu Ausirkungen elektromagnetischer Felder auf die Aktivität der Ornithindecarboxylase siehe Tabelle 13, eite

20 DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Auch hier sind die Ergebnisse idersprüchlich. Der tatsächliche Zusammenhang mit einer Krebsentstehung über eine Änderung der Aktivität der Ornithindecarboxylase ist noch unklar Die Radon-Hypothese FORCHUNGANATZ: Es urde vermutet, daß in der Umgebung stromdurchflossener Leiter die Konzentration der Radon-Tochter-Partikel 218 Po und 214 Po gesteigert ist und es z.b. in geschlossenen Räumen zu einer gesteigerten Aufnahme der Partikel durch den Menschen kommt. Diese Radon-Tochter- Partikel irken aufgrund ihrer Radioaktivität karzinogen. METHODIK: Die Konzentration der Radon-Tochterpartikel in der Umgebung von Leitern, die unter Gleich- oder Wechselstrom standen, urde mittels spezieller Folien gemessen. ERGEBNIE: Hensha et al. machten die Beobachtung, daß in der Umgebung stromdurchflossener Leiter (es urde ein normales tromkabel mit 240 V und 50 Hz verendet), die Radon-Tochter- Partikel 218 Po und 214 Po gehäuft auftraten. Die Experimente urden mit Gleichstrom mit tromstärken zischen 0 und 2 kv iederholt, es zeigte sich eine Dosis-Effekt-Beziehung abhängig von der pannung. Vermutet ird nun, daß durch erhöhte Radon-Konzentrationen Krebs entsteht, zum Beispiel über Hautkontakt oder Inhalation (Hensha et al. 1996). Zudem findet sich Radon nicht ubiquitär, vielmehr erden erhöhte Konzentrationen nur in bestimmten Gegenden gemessen. DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Dieser relativ neue Ansatz sollte eiterverfolgt erden, auch hier bedürfen die Ergebnisse der Reproduktion. Auch enn die Radon-Tochter-Partikel in der Nähe der Leiter in erhöhter Konzentration auftreten, bleibt unklar, inieeit diese Beobachtungen zur Klärung der Frage beitragen, ie mit Wechselstrom, der Hauptquelle elektromagnetischer Felder, an der Entstehung von Krebs beteiligt sein könnte. ZUAMMENFAENDE DIKUION: Die in vitro Experimente benutzten diverse Ansätze, um den Einfluß elektromagnetischen Felder auf die Krebsentstehung zu untersuchen. Die Ergebnisse sind inkonsistent und können bisher einen möglichen Zusammenhang nicht eindeutig nacheisen. 19

21 4.2 In vivo-experimente Die Versuche mit elektromagnetischen Feldern an Lebeesen können in vier Gruppen aufgeteilt erden, obei hauptsächlich Tierversuche durchgeführt urden: (1) tudien, die Chromosomenveränderungen der Tiere untersuchten, nachdem diese über einen bestimmten Zeitraum befeldet urden; (2) Langzeitstudien, die normale Tiere oft lebenslang gegenüber elektromagnetischen Feldern exponierten und das spontane Auftreten von Tumoren verfolgten; (3) Untersuchungen, die Modelle der Co- Karzinogenese verendeten und z.b. bekannte chemische Karzinogene oder UV-Licht verendeten, um Tumoren zu initiieren; hier urde die Rolle elektromagnetischer Felder als Promotor oder Co- Promotor untersucht; und (4) tudien, die die Tiere nach dem Implantieren von Tumorzellen exponierten Melatoninhypothese UNTERUCHUNGANATZ: Es ird angenommen, daß die Tumorenticklung im Zusammenhang mit dem Melatoninspiegel steht (siehe Kapitel 4.1.1). METHODIK: Der Einfluß elektromagnetischer Felder auf den Melatoninspiegel im Blut, peichel bz. auf die Konzentration des Melatonin-Metaboliten 6-Hydroxymelatoninsulfat (6-OHM) im Urin urde untersucht. ERGEBNIE: Im Tiermodell unterdrückte vor allem langandauernde mit niederfrequenten magnetischen Feldern die Melatoninkonzentration bz. den physiologischen nächtlichen Melatoninanstieg (emm et al. 1980, Wilson et al. 1981, Welker et al. 1983, Olcese und Reuss 1986, Reiter et al. 1988, tehle et al. 1988, Kato et al. 1993, 1994, Yellon 1994), die Tierversuche zur Melatoninkonzentration sind in Tabelle 15, eite 93 zusammengefaßt. Während einige tudien beim Menschen durch mit elektromagnetischen Feldern keine Änderung des Melatoninspiegels erzielen konnten (Reiter et al. 1993, David und Reißeneber 1995, Radon et al. 1998) beobachteten Wilson et al. (1990) eine Abnahme der Konzentration von 6-OHM im Urin einiger eniger Probanden (im Gruppenmittel nicht signifikant) nach 8 Wochen Heizdeckenbenutzung. Burch et al. fanden bei Arbeitern in Elektrizitätserken eine Abnahme der 6-OHM- Konzentration im Urin vor allem bei gleichbleibend hoher Belastung soohl zu Hause als auch am Arbeitsplatz (Burch et al. 1998), eine Übersicht bietet Tabelle 16, eite 93. DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Die Melatoninhypothese ist vielversprechend und in sich schlüssig. Die bis jetzt vorliegenden Ergebnisse untersuchen verschiedene sarten bz. Modelle (Frequenzen, Intensität und Dauer der Felder). Hier besteht der Bedarf nach Überprüfung der vorhandenen Ergebnisse. Ebenso ist noch unklar, inieeit sich die vorliegenden Ergebnisse, die aus Untersuchungen an Tieren geonnen urden, auf den Menschen übertragen lassen. 20

22 4.2.2 In vivo-experimente zu Chromosomenveränderungen UNTERUCHUNGANATZ: Es urde angenommen, daß elektromagnetische Felder in vivo Chromosomenschäden verursachen. METHODIK: Es urden diverse Organismen (almonellen, Mäuse, Hamster, Ratten) nach Befeldung bz. das Blut beruflich exponierter Arbeiter auf Chromosomenveränderungen hin untersucht. Dazu bestimmte man Mutationshäufigkeiten, chesterchromatidaustauschraten, Mikrokernraten und andere zytogenetische Effekte. ERGEBNIE: Im niederfrequenten Bereich fanden Tabrah et al. bei almonellen, die mit äure vorgeschädigt urden, eine deutliche teigerung der Mutationshäufigkeit nach Befeldung mit 0,2 mt (60 Hz) für 48 tunden (Tabrah et al. 1994). Im Gegensatz dazu fanden Nafziger et al. bei unbehandelten almonellen, die mit mt (0,3 Hz) bz µt (50 Hz, gepulst mit 2 µs - Pulsen) befeldet urden, keine teigerung der Mutationshäufigkeit (Nafziger et al. 1993). Ebenso fand sich in Experimenten des britischen National Radiological Protection Board (NRPB) an Mäusen keine teigerung der Genmutation nach Befeldung mit 20 kv/m bz. keine teigerung des Chromatidaustausches bei Befeldung mit 50 kv/m bz. 1 mt (NRPB 1992). Weiterhin konnte bei Ratten kein Effekt bezüglich chesterchromatidaustauschraten durch Befeldung mit 30 mt nachgeiesen erden (Zingelberg et al. 1993). Im hochfrequenten Bereich konnte keine teigerung der Mikrokernrate bei C3H/Hej-Mäusen (diese Mäuse neigen zu Mammatumoren) nachgeiesen erden, die mit 2,45 GHz 18 Monate lang bestrahlt urden. Es urde eder zischen exponierten und nicht exponierten Mäusen ein Unterschied gefunden, noch gab es einen Unterschied bzgl. der Mikrokernrate zischen dem Teil der Mäuse, die letztendlich Mammatumoren entickelten, und dem Teil, der keine entickelte (Vijayalaxmi et al. 1997). Es fand sich nach Befeldung von Mäusen mit einem 9,4 GHz - Feld (pulsmoduliert) eine dosisabhängige teigerung von Chromosomenaustausch und anderen zytogenetischen Effekten (Manikoska et al. 1979), ährend ein 2,45 GHz - Feld bei Hamstern keinen Effekt bzgl. Chromosomenaberrationen zeigte (Huang et al. 1977). Durch Verendung eines 2,45 GHz - Feldes konnten DNA-chäden in Hoden- bz. Gehirnzellen bei Mäusen und Ratten erzielt erden (arkar et al. 1994, Lai und ingh, 1995, 1996, Lai 1997). Ebensoenig führte die Bestrahlung von almonellen mit diversen Radio- und Mikroellenfeldern zu einem Unterschied bzgl. der Mutationshäufigkeit (Nafziger et al. 1993). Beim Menschen konnten keine Chromosomenaberrationen in Lymphozyten nach Bestrahlung mit Feldern mit Frequenzen zischen 400 Mhz und 20 Ghz gefunden erden (Garson et al. 1991), es zeigte sich aber eine Zunahme der Mikrokernrate in Lymphozyten nach mit Feldern mit Frequenzen zischen 1250 und 1350 MHz (Fucic et al. 1992). Eine Übersicht über die Versuche zu Chromosomenveränderungen gibt Tabelle 17 auf eite

23 DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Niederfrequente Felder scheinen nach den bisherigen Ergebnissen keine Chromosomenveränderungen im Tierversuch zu verursachen. Die Ergebnisse im hochfrequenten Bereich sind idersprüchlich In vivo-experimente zur Karzinogenese UNTERUCHUNGANATZ: Es urde angenommen, daß elektromagnetische Felder bei der Entstehung von Krebs als Initiatoren irken. METHODIK: Diese Experimente verendeten langandauernde en und arteten das Auftreten von Tumoren ab. ERGEBNIE: Eine erie von tudien legt die Vermutung nahe, daß langandauernde mit hohen elektromagnetischen Flußdichten maligne Lymphome hervorruft, zumindest deren Entstehung fördert, und daß ein Zusammenhang zischen der sdauer und dem Auftreten von Tumoren besteht (Fam und Mikhail 1990, 1991, 1993, 1996). Befeldet urde mit einer Flußdichte von 25 mt und einer Frequenz von 60 Hz. Wurden die Tiere länger als 133 Tage bestrahlt (insgesamt bis zu 418 Tage), zeigte sich ein erhöhtes Auftreten von malignen Lymphomen. Eine eitere tudie zeigte einen Anstieg bei der Enticklung von Mammatumoren bei eiblichen Mäusen, die 3 h pro Tag mit einem 20 µt, 50 Hz - Feld bestrahlt urden, nicht aber in einer Gruppe von Mäusen, die 0,5 h pro Tag bestrahlt urde (Beniashvili et al. 1991). In einer eiteren tudie konnte ebenfalls abhängig von der Feldstärke eine Zunahme von Leukämieerkrankungen und eine Abnahme der Überlebenszeit bei Mäusen gezeigt erden: Die Effekte urden bei einer Feldstärke von 500 µt, nicht aber bei 50 µt beobachtet (Rannug et al. 1993a). Eine teigerung der Tumorinzidenz oder eine Verkürzung der Überlebenszeit konnten von Yasui et al. bei Ratten trotz hoher Feldstärken von 500 µt bz 5 mt nicht gezeigt erden (Yasui 1997). Durch hochfrequente, gepulste Felder konnte bei Ratten eine generelle Zunahme der Inzidenz von malignen Prozessen erzielt erden (Chou et al. 1992), bei C3H/HE Mäusen ließ sich eine beschleunigte Brusttumorenticklung zeigen (zmigielski et al. 1982). Eine Übersicht über die in vivo-experimente zur Karzinogenese bietet Tabelle 18, eite 94. DIKUION UND CHLUFOLGERUNG: Auch in diesem Teil der Forschung sind die Ergebnisse idersprüchlich, enn auch viele positive Ergebnisse vorliegen. Die vorhandenen Ergebnisse sollten überprüft erden, da sie von enigen Forschergruppen erarbeitet urden und zum Beispiel die tudie von Beniashvili et al. (1991) egen der fehlenden Beschreibung des Versuchsaufbaues kritisiert urde (Löscher und Liburdy 1998). Ebenso stellt sich die Frage der Relevanz der verendeten Feldstärken, Felder dieser Intensität (0,5 mt und höher) kommen praktisch nicht vor. 22

24 4.2.4 In vivo-experimente zu Tumorpromotion und Copromotion FORCHUNGANATZ: Es urde vermutet, daß elektromagnetische Felder als Promotoren bz. Copromotoren bei der Krebsentstehung eine Rolle spielen. METHODIK: Es urden chemische Karzinogene mit bekannten Eigenschaften bzgl. Tumorinitiation bz. promotion in Versuchstiere (Nager) eingebracht. Nach einer bekannten Latenzzeit (abhängig vom Karzinogen und vom Zielorgan, meist enige Wochen) entickelten sich bei einigen Tieren Tumoren. o kann die Promotions- bz. Copromotionsfähigkeit zusätzlicher Faktoren (z. B. elektromagnetischer Felder) bei kürzerer Versuchsdauer getestet erden. Als chemische Kanzerogene urden folgende Agenzien verendet: DBMA (7,12- dimethylbenz[a]anthracen), TPA (12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetat), PMA (phorbol-12-myristat- 13-acetat), NMU (Nitrosomethylurea), DENA (Diethylnitrosamin plus Phenobarbital als Promotor), ENU (N-ethyl-N-nitrosourea). Ein Ansatz verendete außerdem UV-tahlung als Initiator. ERGEBNIE: Die Forschung im Bereich elektromagnetischer Felder konzentrierte sich auf vier Tumorloci, von denen durch epidemiologische tudien vermutet urde, daß sie in einem Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern stehen könnten: Haut, Brust, Leber und Lymphom/Leukämie Hautkrebs Diverse tudien iesen einen Effekt durch niederfrequente Bestrahlung von Mäusen nach Krebsinduktion durch DMBA oder durch die Kombination von DMBA und TPA nach. Es zeigte sich eine leichte Beschleunigung der Hauttumorenticklung (McLean et al. 1991, verendetes Feld 60 Hz, 2 mt) und eine Zunahme der Hauttumorinzidenz (tuchly et al. 1992, Byus et al. 1995, Rannug et al. 1995, verendete Feldstärken 50, 500, 2000 µt bei 50 bz. 60 Hz). Die Ergebnisse der tudie von Rannug et al konnten bei einer Wiederholung des Versuches durch dieselbe Forschergruppe nicht reproduziert erden (Rannug et al. 1997). Es fand sich zudem eine leichte Zunahme der Häufigkeit maligner Entartung (Mclean et al. 1995), eine Abnahme der Latenzzeit (tuchly et al. 1992, Byus et al. 1995) und eine Zunahme der Tumorgröße (Byus et al. 1995). Die Mäuse urden mit 2 mt befeldet, die verendete Frequenz betrug 60 Hz. Rannug et al. konnten bei Befeldung mit 50 bz. 500 µt (Frequenz: 50 Hz) keinen Effekt bzgl. Hauttumorinzidenz und Latenzzeit nacheisen (Rannug et al. 1993). Im hochfrequenten Bereich fand man eine beschleunigte Hauttumorenticklung bei Mäusen, die enteder ein oder drei Monate vor oder gleichzeitig mit der Behandlung mit Benzo[a]pyren (durch Hautpinselung) bestrahlt urden. Es urde ein Feld mit einer Frequenz von 2,45 GHz verendet (zmigielski et al. 1982). Eine Übersicht gibt Tabelle 19, eite

25 Brustkrebs Es fand sich im niederfrequenten Bereich bei Feldstärken von 0,1 µt bis 30 mt eine Zunahme der Brusttumorinzidenz durch von mit NMU vorbehandelten Ratten (Beniashvili et al. 1991, Löscher et al. 1993, Baum et al. 1995), die sich allerdings teileise sogar im selben Labor nicht iederholen ließ (Mevissen et al. 1993). Zudem zeigten verschiedene Gruppen eine Abnahme der Latenzzeit bis zur Tumorentstehung bei Ratten durch elektromagnetische Felder (Mevissen et al. 1993, Löscher und Mevissen 1994, Mevissen et al. 1994). Beniashvili et al. fanden eine Abnahme der Latenzzeit nur bei 3 h pro Tag, nicht aber bei 0,5 h pro Tag (Beniashvili et al. 1991). Weiterhin zeigte sich eine Zunahme der Tumorgröße nach Befeldung mit elektromagnetischen Feldern (Löscher und Mevissen 1994, Baum et al. 1995, Mevissen et al. 1996). Bei den Experimenten zur Entstehung von Mammakarzinomen zeigten Mevissen und Löscher und Mevissen außerdem eine Abnahme des nächtlichen Melatoninspiegels bei Ratten durch elektromagnetische Felder einer Frequenz von 50 Hz und Feldstärken von 0,3 bis 10 µt (Mevissen et al. 1993, 1996, Löscher und Mevissen 1994). Zu Experimenten zur Tumorpromotion elektromagnetischer Felder siehe Tabelle 20, eite Lebertumore, Leukämie Im niederfrequenten Bereich konnte bei Ratten, denen nach teileiser Hepatektomie Lebertumore durch DENA induziert urden, kein Effekt elektromagnetischer Felder der Frequenz 60 Hz und der Feldstärken 0,5 und 500 µt auf die Tumorpromotion festgestellt erden (Rannug et al. 1993). Ebenso konnte bei Mäusen nach Induktion von Thymuslymphomen bz. Leukämie mittels DMBA kein Effekt bzgl. der Tumorinzidenz, ohl aber eine gesteigerte Metastasierung nach Befeldung mit 1 mt nachgeiesen erden (hen et al. 1997). Bei Pim-Mäusen konnte nach Induktion von Lymphomen durch ENU und Befeldung mit 2, 200 und 1000 µt bei einer Frequenz von 60 Hz kein Effekt bzgl. Tumorinzidenz, Latenzzeit oder Mortalität festgestellt erden (McCormick et al. 1994). Im hochfrequenten Bereich konnte bei Balb/c Mäusen nach einmal öchentlicher DMH Injektion kein Effekt bzgl. der Kolontumorinzidenz nach Befeldung mit einer spezifischen Absorptionsrate von 1 W/kg und einer Frequenz von 2,45 GHz festgestellt erden (Wu et al. 1994). Bei Eµ-Pim1 transgenen Mäusen konnte von Repacholi et al. eine teigerung des Lymphomrisikos nachgeiesen urden. Bei diesem Experiment urden gepulste Felder ähnlich den beim Mobilfunk verendeten Feldern mit einer Intensität von 0,13 bis 0,4 W/kg über 18 Monate hineg benutzt (Repacholi et al. 1997b). Eine Übersicht findet sich in Tabelle 21, eite