Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Exposure to radiofrequency radiation induces oxidative stress in duckweed Lemna minor L med./bio.

[Exposition bei Hochfrequenz-Befeldung induziert oxidativen Stress bei der Wasserlinse Lemna minor L]

Von: Tkalec M, Malaric K, Pevalek-Kozlina B

Veröffentlicht in: Sci Total Environ 2007; 388 (1-3): 78-89

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die physiologischen Reaktionen der Wasserlinse nach Exposition bei hochfrequenten elektromagnetischen Feldern untersucht werden und insbesondere die mögliche Rolle von oxidativem Stress geklärt werden.

Hintergrund/weitere Details

Cadmium und Wärme (42°C, 2h) wurden für die Positivkontrollen verwendet.

Endpunkt

oxidativer Stress in Pflanzen

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- hochfrequentes Feld

Exposition	Parameter
Exposition 1: 400–900 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 h	elektrische Feldstärke: 10 V/m Leistungsflussdichte: 0,3 W/m² elektrische Feldstärke: 23 V/m Leistungsflussdichte: 1,4 W/m² elektrische Feldstärke: 41 V/m Leistungsflussdichte: 4,2 W/m² elektrische Feldstärke: 120 V/m Leistungsflussdichte: 38,2 W/m²
Exposition 2: 400–900 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 hr or 4 hr	elektrische Feldstärke: 23 V/m Leistungsflussdichte: 1,4 W/m²

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	400–900 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 2 h
Zusatzinfo	400 and 900 MHz were used

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	GTEM-Zelle [Tkalec et al., 2005 and Malaric et al., 2005]
Aufbau	Five plastic Petri dishes were placed in the GTEM cell in the same plane but perpendicular to the field. The area where plants were placed had the most uniform field distribution (±0.1 dB) as tested with an electric probe.
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo	The temperature inside the GTEM cell and on the plant surface did not vary by more than ±0.1 °C.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
elektrische Feldstärke	10 V/m	-	gemessen	-	-
Leistungsflussdichte	0,3 W/m²	-	-	-	-
elektrische Feldstärke	23 V/m	-	gemessen	-	-
Leistungsflussdichte	1,4 W/m²	-	-	-	-
elektrische Feldstärke	41 V/m	-	gemessen	-	-
Leistungsflussdichte	4,2 W/m²	-	-	-	-
elektrische Feldstärke	120 V/m	-	gemessen	-	-
Leistungsflussdichte	38,2 W/m²	-	-	-	-

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	400–900 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 2 hr or 4 hr
Zusatzinfo	400 and 900 MHz were used

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
elektrische Feldstärke	23 V/m	-	gemessen	-	-
Leistungsflussdichte	1,4 W/m²	-	-	-	-

Referenzartikel

Tkalec M et al. (2005): Influence of 400, 900, and 1900 MHz electromagnetic fields on Lemna minor growth and peroxidase activity
Malaric K et al. (2005): Immunity measurements of TV and FM/AM receiver in GTEM-cell

Exponiertes System:

Pflanze
Lemna minor L. (Wasserlinse)
Ganzkörperexposition

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

oxidativer Stress (Lipidperoxidation (MDA-Bildung); Wasserstoffperoxid-Gehalt; Enzymaktivitäten (Katalase, Pyrogallol, Ascorbatperoxidase); Isoenzym-Muster der antioxidierenden Enzyme; HSP70-Expression (Western Blot))

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)
Pflanzen-Homogenate/-Überstände

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Bei 400 MHz waren die Lipidperoxidation und der Wasserstoffperoxid-Gehalt bei der Wasserlinse erhöht, die bei elektromagnetischen Feldern von 23 und 120 V/m exponiert wurde, wohingegen die anderen Expositionen keine Wirkung hatten.
Im Vergleich zu den Kontrollen nahm die Katalase-Enzymaktivität nach den meisten Expositions-Behandlungen zu, wohingegen die Enzymaktivitäten von Pyrogallol und Ascorbatperoxidase unverändert waren. Ausnahmen waren die verminderten Pyrogallol- und Ascorbatperoxidase-Enzymaktivitäten nach der längeren Exposition bei 23 V/m und die erhöhte Pyrogallol-Enzymaktivität nach den Expositionen bei 10 und 120 V/m.
Im Gegensatz dazu erhöhten nahezu alle Expositions-Behandlungen bei 900 MHz signifikant die Lipidperoxidation und den Gehalt von Wasserstoffperoxid, aber verminderten meist die Pyrogallol-Enzymaktivität und beeinflussten nicht die Katalase-Enzymaktivität. Ausnahmen waren die Exposition bei dem modulierten elektromagnetischen Feld und dem elektromagnetischen Feld von 120 V/m, welche die Enzymaktivitäten von Pyrogallol und Katalase erhöhten. Bei dieser Frequenz war die Ascorbatperoxidase-Aktivität bei 10 V/m und nach der längeren Exposition bei 23 V/m vermindert, aber nach der kürzeren Exposition bei 23 V/m erhöht.
Bei beiden Frequenzen wurden keine Unterschiede zwischen den exponierten und den Kontroll-Pflanzen in den Isoenzym-Mustern der antioxidierenden Enzyme oder den HSP70-Gehalten gefunden.
Die Ergebnisse zeigten, dass eine nicht-thermische Exposition unter diesen experimentellen Bedingungen bei der Wasserlinse oxidativen Stress sowie unspezifische Stress-Reaktionen, insbesondere der antioxidierenden Enzyme induziert. Allerdings hängen die Wirkungen deutlich von den verwendeten Frequenzen der elektromagnetischen Felder ab sowie von anderen Expositions-Bedingungen (Feldstärke, Modulation und Expositions-Dauer).

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Ministry of Science, Education and Sports, Republic of Croatia

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