Einfluss niederfrequenter Felder auf das blutbildende System, das Immunsystem und das Zentralnervensystem

Seit 2002 sind niederfrequente magnetische Felder von der "International Agency for Research on Cancer" (IARC) in Klasse 2B "möglicherweise kanzerogen" eingestuft. Die IARC ist Teil der Weltgesundheitsorganisation WHO.

Ausschlaggebend für die Einstufung niederfrequenter magnetischer Felder als "möglicherweise kanzerogen" sind Ergebnisse epidemiologischer Studien. Dabei wurde ein statistischer Zusammenhang zwischen einer Exposition mit niederfrequenten Magnetfeldern oberhalb einer Schwelle von etwa 0,3 bis 0,4 µT (zeitlich gemittelt) und Leukämie im Kindesalter gefunden (siehe Wissenschaftlich diskutierte biologische und gesundheitliche Wirkungen niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder).

Überprüfung der Hinweise aus den Studien im Tiermodell nötig

Die Aussagekraft epidemiologischer Studien kann durch methodische Probleme wie einen möglichen Selektionsbias (ein Fehler, der sich zum Beispiel durch eine mangelhafte Auswahl der Probanden für eine Studie ergeben kann), unzureichende Expositionserfassung und geringe Fallzahlen begrenzt sein. Tierexperimentelle Studien stützen die Hinweise aus den epidemiologischen Studien derzeit nicht. Allerdings erfasst kaum eine tierexperimentelle Arbeit die frühen Entwicklungsphasen der Tiere.

Daher ist es notwendig, die Lücke hinsichtlich der frühen Entwicklungsphasen zu schließen und auch die alltagsrelevanten Expositionshöhen, die in den epidemiologischen Studien Hinweise auf ein erhöhtes Leukämierisiko geben, tierexperimentell zu erfassen.

Forschungsvorhaben am Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

Um einige dieser offenen Fragen näher zu beleuchten, gab das Bundesamt für Strahlenschutz im Jahr 2009 das Forschungsvorhaben "Einfluss niederfrequenter Felder auf das sich entwickelnde blutbildende System, das Immunsystem und das Zentralnervensystem in vivo" am Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) in Hannover in Auftrag.

Das Institut sichtete und bewertete zunächst im Rahmen einer Literaturstudie die bis 2009 publizierten wissenschaftlichen Arbeiten zum "Einfluss niederfrequenter Felder auf das sich entwickelnde blutbildende System, das Immunsystem und das ZNS in vivo".

Anschließend wurde in einem Tiermodell (CD1-Mäuse) der Einfluss einer chronischen, bereits vorgeburtlich beginnenden und bis zum Alter von 18 Monaten fortgesetzten Exposition gegenüber niederfrequenten Feldern (50 Hertz (Hz)) auf das sich entwickelnde blutbildende System, das Immunsystem und das Zentralnervensystem sowie auf die sexuelle Reifung und die Ausbildung von Reflexen untersucht.

Schwerpunkt des Forschungsprojekts war dabei die Frage, ob sich das Risiko für Krebserkrankungen des blutbildenden Systems erhöht, wenn die Tiere niederfrequenten Magnetfeldern ausgesetzt sind.

Ergebnisse

Expositionsbedingte Effekte auf die Entwicklung des Zentralnervensystems wurden nicht beobachtet. Auch die Ausbildung von Reflexen und die sexuelle Reifung der Tiere wurden durch die Exposition nicht negativ beeinflusst.

Vorübergehend wurde eine verminderte Anzahl einer bestimmten Art von Immunzellen (CD8+ zytotoxische T-Zellen) in den mittleren und hohen Dosisgruppen (magnetische Flussdichten 1 Millitesla und 10 Millitesla) beobachtet. Nach 19-monatiger Exposition zeigten sich im Blut erhöhte Lymphozytenwerte bei gleichzeitiger Abnahme der Anzahl segmentkerniger Granulozyten. Ob diese Effekte funktionelle Auswirkungen haben, konnte im Rahmen dieser Studie nicht weiter untersucht werden. Gegen schwerwiegende Effekte sprechen jedoch die fehlenden Auswirkungen auf die histologischen Befunde. Bei den gegenüber niederfrequenten Feldern (50 Hz) exponierten Tieren traten keine höheren Tumorraten auf als in den Kontrolltieren. Das Risiko für Krebserkrankungen erhöhte sich durch die 50-Hz-Exposition also nicht.

Folgevorhaben

Um der Beobachtung einer verminderten Anzahl von Immunzellen nach Exposition mit niederfrequenten Magnetfeldern weiter nachzugehen, wurde im Forschungsprogramm "Strahlenschutz beim Stromnetzausbau das Forschungsvorhaben Untersuchungen zum Immunstatus von Magnetfeld-exponierten Tiermodellen initiiert. In dieser experimentellen Studie an Mäusen soll untersucht werden, ob deren Immunzellen durch die Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern in ihrem Erscheinungsbild (Phänotyp) und ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Der Fokus der Studie liegt dabei auf möglichen Effekten der Exposition auf das sich entwickelnde Immunsystem in Jungtieren, die bereits vorgeburtlich beginnend und nach der Geburt bis zu einem Alter von maximal vier Wochen exponiert werden. Das eingesetzte Mausmodell (Sca1-ETV6-RUNX1 Mäuse) trägt eine bei Menschen häufige Leukämie-spezifische Veränderung im Erbgut. Das Vorhaben wurde 2016 an das Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) in Hannover vergeben.