Idegsejtsérülés az emlős agyban a GSM mobiltelefonokból származó mikrohullámokkal való besugárzás után

Leif G. Salford,1 Arne E. Brun,2 Jacob L. Eberhardt,3 Lars Malmgren,4 and Bertil R. R. Persson3
Idegsebészeti Osztály, Ideggyógyászati Osztály, Egészségügyi Sugárfizikai Osztály, Alkalmazott Elektromosság Osztály, Lund Egyetem, Rausing Laboratórium és Lund Egyetemi Kórház, Lund, Svédország

---

Összefoglaló:

     A tanulmány írói azt kutatták, hogy a rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás hatására a vér-agy gáton keresztül történő szivárgás okoz-e idegsejt károsodást. Korábban már megállapították, hogy ha olyan viszonylag nagy molekula, mint a fehérje (albumin) át tudja lépni a vér-agy gátat, akkor így tud tenni sok más kisebb molekula is, beleértve a mérgezőket, amelyek bejuthatnak az agyba a rádiófrekvenciás sugárzás hatására.
     Kísérletük során megállapították, hogy a rádiófrekvenciás sugárzás hatására egyrészt fehérje szivárgás, másrészt idegsejt zsugorodás figyelhető meg az agykéreg minden mélységében, de legalábbis a felszíni rétegekben. Az összezsugorodott idegsejtek száma és az elektromágneses sugárzás dózisa (SAR) pozitív kapcsolatot mutat. Az idegsejt fehérje és más leírt változások úgy tűnik, hogy komoly idegsejt károsodást jeleznek, amely olyan káros anyagok, mint például az elraktározott nehézfémek felszabadulásával is járhatnak. Mivel a fejlődésben lévő agy különösen is sérülékeny, a fiatalok intenzív mobiltelefon használata komoly tényező, probléma.
     A tanulmányban bemutatott idegsejt károsodás nem feltétlenül jár azonnali következményekkel, még akkor sem, ha ismétlődik. Hosszútávon azonban csökkentett agyi tartalék képességet eredményezhet, amelyet más, később idegsejti betegség vagy éppen az öregedés leplezhet le. Nem zárhatjuk ki, hogy néhány évtizedes (gyakran) napi használat után egy egész használói generáció negatív hatásokat szenvedhet el, esetleg már középkorúként.

---

Bővebben:

A rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás emberi szervezetre gyakorolt hatásának lehetséges kockázatai társadalmunk számára egyre növekvő aggodalom / probléma forrásai. Korábban már megmutattuk, hogy a gyengén pulzált mikrohullámok a fehérje (albumin) vér-agy gáton keresztül történő kiáramlás jelentős emelkedését eredményezik. Ebben a tanulmányban azt kutattuk, hogy a vér-agy gáton történő kóros szivárgás párosulhat-e idegsejt károsodással. Három, egyenként nyolctagú, patkányok alkotta csoportot tettünk ki 2 órán át a Globális Mobil Kommunikációs Rendszerű (GSM) mobiltelefon változó erejű elektromágneses mezőjének. A besugárzást elszenvedett patkányoknál nagyon jelentős (p <0. 002) bizonyítékot találtunk az agykéreg, a hipokampusz, és a bazális ganglion idegi károsodásra. Kulcsszavak: vér-agy gát, központi idegrendszer, mikrohullámok, mobiltelefonok, idegkárosodás, patkányok. Environ Health Perspect 111:881–883 (2003). doi:10.1289/ehp.6039 elérhető a következő honlapon keresztül: http://dx.doi.org/ [Online 29 January 2003]. (Vagy a www.ephonline.org/press/012903html honlapon keresztül - a ford.)


A világ legnagyobb méretű, embereken végrehajtott biológiai kísérletének nevezhető az a jelenség, hogy a világ lakosságának negyede teszi ki magát önként a mobiltelefonok mikrohullámainak azáltal, hogy kézben tartva használja mobilkészülékét (lásd még Salford 2001). A közeljövőben várható a mikrohullámokkal működő készülékek számának jelentős növekedése a vezeték nélküli irodákban és az otthonokban. A rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzások lehetséges kockázati tényezőt jelenthetnek az emberi szervezetre nézve, ami társadalmunk számára egyre erősödő probléma forrása (áttekintésért lásd Hyland 2000). Ezen a területen a legtöbb kutató foglalkozott már azzal a kérdéssel, hogy a rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzások vajon okozzák, vagy elősegítik a rák növekedését. Bár vannak, akik jelezték a kockázat fokozódását (lásd még Hardell 2002, Repacholi 1997), a legtöbb tanulmány, beleértve a miénket is, nem mutatott ki ilyen jellegű hatásokat (lásd még Salford 1997a) vagy akár csökkentett kockázatot (lásd még Adey 1999).

A mikrohullámok emberi szervezetre gyakorolt hatásának lehetséges kockázati tényezői már az 1960-as évek óta érdeklődést keltenek (pl. a mobiltelefonok megérkezése előtt), amikor a radar és a mikrohullámú sütők fölvetettek egy lehetséges egészségi problémát. Oscar és Hawkins (1977) bemutatták a rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás vér-agy gátra gyakorolt hatásairól készült korai tanulmányaikat. Demonstrálták, hogy nagyon alacsony energiaszinteken (<10 W/ m2) a sugárzás, amelyet egy leszűkített ablakon engedtek át, a 14C-mannitol, inulin és dextrin (ugyanolyan molekuláris tömegű, mint a fehérje (albumin)) jelentős, a hajszálerekből a környező kisagy agyszövetébe történő szivárgását okozták. Ezek a ténymegállapítások azonban nem kerültek megismétlésre abban a tanulmányban, amely 14Cszukrózt használt (lásd még Gruenau 1982). Egy újabb keletű in vitro tanulmány megmutatta, hogy az elektromágneses mező 1,8 GHz-en megnöveli a vér-agy gát áteresztő képességét a szukrózra nézve (lásd még Schirmacher 2000). Shivers és kollégái (lásd még Shivers 1987, Prato 1990) megvizsgálták a mágneses rezonancia hatását patkány agyra vetítve. Kimutatták, hogy a rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás, valamint a pulzáló- és statikus mágneses mezőknek együttes hatása jelentősen megnöveli a fehérje (albumin) hajszálerekből az agyba történő pinocitotikus szállítását (sejtivást).


Ebből a munkából ihletet merítve csoportunk 1988 óta tanulmányozza a különböző intenzitású és modulációjú 915 MHz-es rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás hatásait olyan patkány modellen, ahol a besugárzás egy keresztirányú elektromágneses jelvezetékes cellában (TEM-cellában) történik, különböző időperiódusok alatt. Sorozatban több, mint 1,600 állaton bizonyítottuk, hogy mind a pulzus modulált, mind az állandó rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás – beleértve a GSM (Globális Mobil Kommunikációs Rendszerű) mobiltelefonokból származókat is - szubtermális energia sűrűsége bír annak lehetőségével, hogy jelentősen megnyissa a vér-agy gátat olyan módon, hogy az állatok saját fehérjéje (albuminja) (de nem a fibrinogén) kikerülhet a véráramból az agyszövetbe és felhalmozódik a hajszálereket körülvevő idegsejtekben és glia sejtekben (lásd még Malmgren 1998; Persson. 1997; Persson és Salford 1996; Salford. 1992, 1993, 1994, 1997b, 2001).(1. ábra) Ezeket az eredményeket megismételték az utóbbi időben, egy másik laboratóriumban (lásd még Töre 2001.) Mások is hasonló eredményekről számoltak be (lásd még Fritze 1997).


Mi és mások (Oscar és Hawkins 1977; lásd még Persson 1997) rámutattunk arra, hogy amikor egy olyan viszonylag nagy molekula, mint a fehérje (albumin) át tudja lépni a vér-agy gátat, akkor így tud tenni sok más kisebb molekula is, beleértve a mérgezőket, amelyek bejuthatnak az agyba a rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás hatására. Mind ez ideig még nem állapítottuk meg azt, hogy az ilyen szivárgás az agyra ártalmas. Azonban Hassel (lásd még 1994) megmutatta, hogy a patkányok agyszövetébe befecskendezett autológ fehérje (albumin) idegsejt károsodáshoz vezet a befecskendezés oldalán, amikor a befecskendezett oldat fehérjekoncentrációja (albuminkoncentrációja) a vér fehérjekoncentrációjának (albuminkoncentrációjának) legalább 25%-a. A jelen tanulmányban azt kutattuk, hogy a vér-agy gáton keresztül történő szivárgás okozhat-e idegsejt károsodást.


Anyagok és eljárások
A TEM-cellákat, amelyeket a patkányok rádiófrekvenciás elektromágneses besugárzására használtak, térbeli fokozatokra osztották, a korábban Nemzeti Szabványok Irodájában megalkotott cellákból kiindulva (Crawford 1974). A TEM-cellákról tudott, hogy egyenletes mágneses mezőket hoznak létre a hiteles mérésekhez. Egy programozható teljesítményű kimenettel rendelkező, hiteles GSM mobiltelefont kapcsoltak össze egy koaxális kábelen keresztül a TEM-cellával; semmilyen hang modulációt nem alkalmaztak.


A TEM-cellát bezárták egy fadobozba (15 x 15 x 15 cm), amely tartja a külső vezetőt és a központi lemezt. A külső vezető sárgaréz hálóból készült, és a doboz belső falaihoz van kapcsolva. A központi lemez, vagy belső rekeszfal, alumíniumból készült.

A TEM-cellákat egy ellenőrzött hőmérsékletű szobába helyezték, és a TEM-cellában állandó hőmérsékletet biztosítottak azáltal, hogy a fadoboz lyukain keresztül áramoltatták a szoba levegőjét.


A patkányagyban jellegzetes specifikus abszorpciós ráta /fok/ (SAR) eloszlást szimulálták a megszabott-különbségű, idő-tér eljárással (lásd még Martens 1993), és azt találták, hogy < 6 dB értékkel megváltozott a patkányagyban.


A patkányokat műanyag tálcákra helyezték (12 x 12 x 7 cm), hogy elkerüljék a központi lemezzel és a külső vezetővel való érintkezést. A tálca alját nedvszívó papírral fedték le, hogy összegyűjtsék a vizeletet és az ürüléket.


Négy, nyolctagú csoportra osztottak harminckét hím és nőstény patkányt, amelyek 12-26 hetesek, és 282±91 g-osak voltak. A GSM mobiltelefonokból származó kimeneti áram maximumai 10mW, 100 mW és 1000 mW voltak cellánként, amelyet két TEM-cellába vezettek párhuzamosan két órán keresztül. Ez a patkányokat egyenként maximális 0.24, 2,4 és 24 W/m2 teljesítménysűrűségű sugárzásnak tette ki. Ez a besugárzás egyenként átlagosan, a teljes testre kiterjedően 2mW/kg, 20 mW/kg, és 200 mW/kg SAR értéket eredményezett. A besugárzás feltételeinek és a SAR számításoknak további részletei Martens-nél (1993) és Malmegrennél (1998) találhatók. A patkányok negyedik csoportját ezzel párhuzamosan, két órán keresztül nem aktivált TEM-cellákban tartották. Az állatok ébren voltak a besugárzás alatt, és tudtak mozogni és forgolódni a besugárzási cellán belül.


A besugárzás után mindegyik besugárzási csoportban körülbelül 50 napig hagyták életben az állatokat. Naponta alaposan megvizsgálták őket, idegi- és viselkedésbeli rendellenességeket keresve ez alatt az időszak alatt, amelynek végén elaltatták őket, és perfúziós fixálást alkalmazva elölték őket, 4%-os formaldehidet használva.


Az agyakat eltávolították a koponyákból traumamentes technikával (a koponyaalapnál történő csont struktúra kimetszésével, ezt követően egy középvonali bevágással haladtak az öreglyuk felől az orrhoz), a 30 perces helyben történt halál utáni fixációs idő leteltével. Mindegyik agyat koronálisan metszettük, 1-2 mm vastag, parafinba ágyazott, szeletekre, amelyeket 5 µm-es szekciókra vágtunk, és a RNS/DNS vizsgálathoz megfestettünk krezil lilával, hogy megmutassuk a sötét idegsejteket. Fehérje (albumin) antitestek hozzáadásával (Dakocytomation Norden AB, Älvsjö, Sweden) a fehérje (albumin) barnás pöttyként vagy még zavarosabb színváltozásokként jelenik meg (lásd még Salford 1994).


A “sötét idegsejteket” a neuropatológus szemikvantitív módon 0-nak (nincsenek vagy csak elszórtan vannak sötét idegsejtek), 1-nek (a sötét idegsejtek mérsékelten vannak jelen), vagy 2-nek (bőséges előfordulás) ítélte. A mikroszkópikus vizsgálat nem vette figyelembe a teszt szituációt. A variancia analízisre a Kruskal-Wallis féle egyirányú vizsgálatot használtuk a pontmegoszlások egyidejű statisztikai vizsgálatához, mind a négy besugárzási feltétel esetében. Amikor a nulla hipotézis visszautasítható lehetett, akkor a kontroll és mindegyik besugárzásos feltétel között történt összehasonlítás a Mann-Whitney féle független példákra alkalmazott nonparaméteres vizsgálattal.

Eredmények és értékelés
A kontroll- és tesztállatok egyaránt a normális diffúz pozitív immunfestést mutatták a hipotalamuszban lévő fehérjénél (albuminnál), egyfajta beépített kontrollként a módszerhez. 

A kontroll állatok nem vagy csak alkalmanként és gyakran megkérdőjelezhetően mutattak pozitivitást a hipotalamuszon kívüli fehérjére (albuminra) (1.A ábra). Egy kontrollállatban a sötét idegsejtek mérsékelt jelenlétét figyeltük meg, de ilyen jellegű változást nem lehetett a többi kontrollállatban megfigyelni.
A sugárzásnak kitett állatok általában számos fehérje (albumin) pozitív fókuszokat (területeket) mutattak a finomabb véredények körüli fehér- és szürkeállományban (1.B ábra). Itt a fehérje (albumin) szétterjedt a szövetben a sejttestek és a körülvevő idegsejtek között, amelyek vagy nem tartalmaztak fehérjét (albumint) vagy valamennyi fókuszban tartalmaztak fehérjét (albumint). A szétszóródott idegsejtek, nem az idegsejtek közötti fehérje (albumin) szivárgáshoz kapcsolódva, szintén pozitívak voltak. 


1. ábra Egy besugárzást nem kapott kontrol patkány (A) és egy rádiófrekvenciás elektormágneses besugárzást elszenvedett patkány (B) agyának központi részekből vett keresztmetszete, mindkettő megszínezett fehérjével (albuminnal), amely barna színnel látszik. Az (A) ábrán a fehérje (albumin) az agy központi alsóbb részeiben látszik (a hipotalamuszban), amely normális jelenség. A (B) ábrán a fehérje (albumin) számos apró területen látszik, amely sok edényből történő szivárgást mutat. A nagyítás körülbelül 3x-os. 





 


A krezil lilára festés kimutatta a szétszóródot és csoportosult sötét idegsejteket, amelyek gyakran összezsugorodtak és sötétre színeződtek, homogenizálódtak a látható belső sejtstruktúrák elvesztésével (egyszínűvé váltak). Ezen sötét idegsejtek némelyike fehérje (albumin) pozitív is volt vagy citoplazmikus mikrovakólákat mutatott, aktív kórtani fejlődést jelezve. Nem volt vérzés és látható glial reakció, asztrocita vagy mikroglia a megváltozott idegsejtekkel határosan. Megváltozott idegsejteket mindenhol látni lehetett, de főleg az agykéreben, a hipokampuszban és a bazális ganglionban, normális idegsejtek közé keveredve (2. ábra). Az abnormális idegsejtek százaléka durván megbecsülve maximálisan 2% körül volt, de néhány leszűkített területen ezek dominálták a képet.


2. ábra Egy rádiófrekvenciás elektromágneses besugárzást elszenvedett patkány agyrészeinek mikrofényképei krezil lilával megszínezve. (A) Idegsejtek sora a hipokampusz piramissejtjeinek egy rétegében; a normális idegsejtek (nagy sejtek) közé fekete és összezsugorodott idegsejtek, úgynevezett sötét idegsejtek keverekdnek. (B) Egy rádiófrekvenciás elektromágneses besugárzást elszenvedett patkány agykérge, bal felső, normális idegsejteket (halvány kék) mutat, abnormálisokkal, feketékkel és összezsugorodottakkal “sötét idegsejtekkel” keveredve, az agykéreg minden mélységében, de legalábbis a felszíni rétegekben. 160 x-os nagyítás.


A különböző besugárzási feltételekhez kapcsolódó sötét idegsejtek előfordulása megtekinthető a 3. ábrán, amely jelentős pozitív kapcsolatot mutat az elektromágneses sugárzás dózisa (SAR) és a sötét idegsejtek száma között.


3. ábra A “sötét idegsejtek” besugárzási feltételek függvényeként alakuló előfordulási értékeinek eloszlása. A szaggatott vonal összeköti mindegyik feltétel középértékeit. Az ábra számai mutatják azoknak az állatoknak a számát, amelyek az adott értékű kezelési csoportban voltak. A négy feltétel nonparaméteres, egyidejű összehasonlítása jelentős különbséget (p < 0.002) mutat. A kontrollhoz viszonyítva, p < 0.2 a 2 mW/kg esetében; p = 0.01 a 20 mW/kg esetében; és p = 0.03 a 200 mW/kg estében.


Egy nonparaméteres kombinált teszt, amelyet a négy besugárzási szituációra párhuzamosan alkalmaztak, megmutatta, hogy a pontmegoszlás jelentősen különbözött a két csoport esetében (p < 0.002).


Itt mutatjuk be először annak az idegsejti károsodásnak bizonyítékát, amelyet a nem termikus mikrohullámú besugárzás okoz. Az agykéreg, akárcsak a hipokampusz és a bazális ganglion a besugárzott patkányok agyában károsodott idegsejteket tartalmazott. Tudjuk, hogy a tanulmányunk néhány állatot foglalt magában, de az összetett eredmények kiemelkedően fontosak és a dózis-válasz reakciót tisztán kimutatják.


A megfigyelt sötét idegsejteket nem tekintjük műterméknek a következő okok miatt: először, az agyakat trauma mentesen távolítottuk el és eredeti helyzetben rögzítve belocsoltuk; másodszor, a sötét idegsejtek normális idegsejtek közé keveredtek (lásd 2. ábra). Továbbá, a víztér jelenléte számos sötét idegsejt esetében egyértelmű jele annak, hogy a pusztulás az élő állatban zajlott le. Nem zárhatjuk ki, hogy a leírt idegsejti változás esetlegesen programozott sejthalált (apoktózist) mutat.


Az idegsejti fehérje felvétel és más leírt változások úgy tűnik, hogy komoly idegsejt károsodást jeleznek, amely esetleg közvetítődhet sejtszervecske pusztuláson keresztül nemcsak a hidrolitikus lizoszómális enzimek, de például olyan elkülönített káros anyagok, mint például a citoplazmatikus sejtszervecskékben (mint pl. a lizoszómákban) elraktározott nehézfémek, felszabadulásával is járhatnak.

Az utolsó besugárzás és elölés közötti idő nagy jelentősséggel bír a szivárgás területének felderítése szempontjából, mert a kieresztett fehérje (albumin) gyorsan szétterjed azon koncentrációk alá és fölé, amelyeket immunhisztorológiailag pontosan ki lehet mutatni. Azonban az eredeti, agyszövetbe történő, fehérje (albumin) szivárgás (korábbi tanulmányainkban órákon belül látható volt a besugárzott állatok ~40%-ánál) elindíthat egy másodlagos vér-agy gát megnyílást is, amely egy ördögi körhöz vezet, mert fehérje (albumin) szivárgást még 8 héttel a besugárzás után is kimutattunk.


12-26 hetes patkányokat választottunk, mert azok összehasonlíthatók a tinédzserekkel – akik a mobiltelefonok különösen gyakori használói – a korra való tekintettel. A növekedésben lévő agy helyzete megérdemelheti a társadalom különös figyelmét, mert a biológiai és érési folyamatok különösen sérülékenyek a növekedés folyamatában. A fiatalok intenzív mobiltelefon használata komoly tényező. Az a fajta idegsejti károsodás, amit itt leírtunk nem feltétltenül jár azonnali következményekkel, még akkor sem, ha ismétlődik. Hosszútávon azonban csökkentett agyi tartalék képességet eredményezhet, amelyet más, később idegsejti betegség vagy éppen az öregedés leplezhet le. Nem zárhatjuk ki, hogy néhány évtizedes (gyakran) napi használat után egy egész használói generáció negatív hatásokat szenvedhet el, esetleg már középkorúként.


Helyesbítés
Az 1. ábrát az eredeti kézirat az “Anyagok és eljárások” részben idézte és az a fehérje szivárgást illusztrálta, amelyet korábban mutattunk be. Az ábra azoknak a patkányoknak az agyi metszeteiből mutatott példákat, amelyeket a mikrohullámú besugárzás után azonnal elöltük. Mivel ez félreérthető lett volna, a világosság érdekében és a szerkesztő engedélyével, kicseréltük azt az ábrát. Az új 1. ábra most az “Eredmények” részt idézi és a jelen tanulmány állatait mutatja. Az 1.A ábra mutatja be a kontrol állatot, amely nem kapott valódi besugárzást, és az 1.B ábra mutat be egy olyan állatot, mely 2 mW/kg besugárzást kapott 2 órán át.