Forschungsgemeinschaft Funk e.V.

Edition Wissenschaft

Ausgabe Nr. 8 Juni 1996
Wirkung hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf DNA, Proteine und DNA-Protein-Komplexe
Von V. Hansen, W. Rüger und Umweltagentur Bochum

Teil 1

Die Diskussionen über biologische Schädigung in Organismen, die elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt waren, nehmen zu. Die Exposition von Menschen in elektromagnetische Felder, verursacht durch Telefone, Funk und Mobiltelefone kann im modernen Leben nicht vermieden werden. Dennoch existiert die Besorgnis, diese Felder könnten Mutationen verursachen und Krebs fördern.

Mikroorganismen sind aus vielen Gründen hilfreich, um biologische Schädigungen durch physikalische oder chemische Agenzien nachzuweisen. Deshalb wurden einfache Versuche entworfen, die erlauben sollten, die Wirkungen elektromagnetischer Felder auf biologisches Material zu untersuchen. Weil die o.g. Schädigungen oft auf der Ebene der DNA oder der DNA-Protein-Komplexe auftreten, entwarfen wir einfache Versuche mit dem Ziel, zu prüfen, ob die DNA oder die Proteine geschädigt worden, wenn sie einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt sind. Alle Proben wurden in Mengen von 0,1 ml dem Wellenfeld eines Hohlleiters (wie oben beschrieben) ausgesetzt mit Ausnahme der Petrischalen auf Komplettagar, die in den Mutagenitätsversuchen eingesetzt wurden.

So prüfen wir die Überlebensfähigkeit von Bakteriophagen über eine Expositionszeit von drei Monaten und fanden keine niedrigere Überlebensfähigkeit als bei den Bakteriophagen in der nicht feldexponierten Kontrollgruppe, die unter unveränderten Bedingungen verblieben waren.

Die Schlußfolgerungen aus diesen Ergebnissen sind folgende: weder die DNA noch die sensitiven Protein dieses Virus wurden im elektromagnetischen Feld geschädigt.

Ebenso wurden Plasmide mit Einzelstrangbruch ausgesetzt. Die Einführung von Einzel- oder Doppelstrangbruch würde nach elektrophoretischer Auftrennung auf Polyacrylamid-Gels sichtbar durch eine Veränderung der Migrationsgeschwindigkeit. Bei den exponierten Proben wurden keine Unterschiede zu der Kontrollgruppe außerhalb des Feldes beobachtet.

Desweiteren untersuchten wir die Mutagenität von vier Bakterienstämmen, denen verschiedene DNA-Reparaturmechanismen fehlten. Während einer einwöchigen Feldexposition wurde keine vergrößerte Mutagenität festgestellt

Aufgrund der Vermutungen, elektromagnetische Strahlung könnte die Hydratation von Makromolekülen schädigen oder verändern, untersuchten wir ob exponierte DNA teilweise denaturiert wurde. Aber auch in diesen Versuchen konnte keine Veränderung der optischen Dichte zwischen den Proben im Wellenleiter und den nicht-exponierten Kontrollproben gefunden worden. Ebenso blieb die Kinetik des Enzyms Beta-Galaktosidase sowohl bei den exponierten als auch bei den Kontrollproben identisch.

Da keine nachweisbare Schädigung in den oben beschriebenen Versuchen aufgezeigt werden konnte, schließen wir daraus, daß die über eine gewisse Zeit einwirkenden elektromagnetischen Felder im allgemeinen weder DNA noch Proteine schädigen.

Teil II

Die Hauptbestandteile der Versuchsanordnung zur Exposition des biologischen Materials in hochfrequenten elektromagnetischen Feldern sind zwei Rechteckhohlleitungen. Diese wurden für den Betrieb im Grundmodus (TE01-Modus) mit niedrigen stehenden Wellenraten in Frequenzbereichen um 900 MHz (fc = 606 MHz) bzw. 1750 MHz (fc = 1158 Mhz) kreiert. Es werden detaillierte Angaben zu den technischen Daten der Wellenleiter, der gemessenen Strahlung und der Übertragungskoeffizienten gemacht.

Bis zu 30 Proben mit 0,1 cm│ - 1 cm│ mit Nährflüssigkeit wurden in die Wellenleiter plaziert. Sie wurden elektromagnetischen Feldern in Frequenzbereichen ausgesetzt, die für Mobilkommunikation typisch sind. Um eine klar definierte, reproduzierbare und eindeutig bestimmbare Exposition der Kulturmedien zu verifizieren, wurden ausführliche numerische Berechnungen angestellt. Die elektrischen Eigenheiten des biologischen Materials wurden durch Messungen bestimmt.

Die Verteilung der elektromagnetischen Feldstärken und der Werte der Absorptionsraten werden für unterschiedliche Anordnungen der Proben innerhalb der Wellenleiter gegeben.

Es muß allerdings betont werden, daß jede Änderung der Anordnung oder der Menge des Kulturmediums oder der Gebrauch anderer Gefäße schwerwiegende Änderungen der Verteilung der elektromagnetischen Felder und der Strahlungsexposition zur Folge haben kann.

Um die spezifischen Anforderungen der photometrischen Messungen zu erfüllen, wurde ein parallel-geschalteter Wellenleiter konstruiert, der eine TEM-Welle ohne Streufelder und eine hornogene Exposition das Testmaterials gewährleistet. Die Anforderungskriterien werden im Detail erläutert.

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