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Verursachen niederfrequente Magnetfelder Erkrankungen des Nervensystems?

Verursachen niederfrequente Magnetfelder Erkrankungen des Nervensystems? Neurodegenerative Erkrankungen bedeuten einen zunehmenden Verlust von Zellen im Nervensystem. Die Erkrankungen sind meist langsam fortschreitend und führen häufig zu Störungen motorischer Funktionen oder der geistigen Leistungsfähigkeit. Zu den neurodegenerativen Erkrankungen gehören Parkinson, Alzheimer, Multiple Sklerose (MS) und Amyotrophe Lateralsklerose ( ALS ). Ob ein Zusammenhang zwischen elektromagnetischen Feldern und solchen Erkrankungen besteht, wird wissenschaftlich seit vielen Jahren untersucht. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) beobachtet die Studienlage und betreibt eigene Forschung dazu. Aktueller Stand: Epidemiologische Hinweise für ALS und Alzheimer-Demenz Frühere Studien legen nahe, dass Menschen, die beruflich niederfrequenten Magnetfeldern ausgesetzt sind (Magnetfeldexposition), ein leicht erhöhtes Risiko haben könnten, an ALS oder Alzheimer-Demenz zu erkranken. Für Parkinson oder Multiple Sklerose wurde hingegen kein erhöhtes Risiko festgestellt. Größere Übersichtsarbeiten deuten darauf hin, dass das Risiko für ALS und Alzheimer-Demenz durch berufliche Magnetfeldexposition um etwa zehn Prozent erhöht sein könnte [1] . Was ist Amyotrophe Lateralsklerose ( ALS )? ALS ist eine seltene, meist schnell fortschreitende Erkrankung der Motoneurone – also Nervenzellen, die die Muskulatur steuern. Ihr Absterben führt zu zunehmenden Lähmungen. Die genauen Ursachen und molekularen Abläufe sind noch nicht vollständig verstanden. Nur etwa 5 bis 10 Prozent der ALS -Fälle sind familiär bedingt – das heißt, sie entstehen durch erbliche Genveränderungen. Hier sind mehrere Gene bekannt: unter anderem das Gen für das Protein TDP-43, das u. a. an der Regulation der Genexpression beteiligt ist, oder auch das Gen für das Protein Superoxiddismutase 1 (SOD1), welches bei der Entstehung von oxidativem Stress eine wichtige Funktion hat. Allerdings ist der überwiegende Teil der ALS -Fälle sporadisch, tritt also ohne erkennbare Ursache oder Vererbung auf, und die Auslöser dieser Erkrankungen sind bislang unklar. Magnetfelder und ALS -Risiko Beobachtungsstudien zeigen Hinweise darauf, dass berufliche Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern das Risiko für ALS leicht erhöhen könnte [2] . Auch Stromschläge, die bei solchen Berufen häufiger vorkommen können, werden als mögliche Risikofaktoren diskutiert [ 3 , 4, 5] . Allerdings ergab eine aktuellere, große britische Studie mit fast 38.000 Personen kein erhöhtes ALS -Risiko durch berufliche Magnetfeldexposition [6] . Auch der Wohnort in der Nähe von Hochspannungsleitungen scheint laut mehreren Übersichtsarbeiten das Risiko nicht zu erhöhen [7] . Was ist Alzheimer-Demenz? Alzheimer ist die häufigste Demenzform und führt zu einem langsamen Verlust geistiger Fähigkeiten über Jahre. Typisch sind Ablagerungen bestimmter Proteine im Gehirn – insbesondere ß-Amyloid und hyperphosphoryliertes Tau-Protein. Familiäre Alzheimer-Fälle sind oft auf genetische Veränderungen zurückzuführen, die zu verstärkten Ablagerungen dieser Proteine führen. Zudem zeigen Betroffene eine verstärkte Aktivierung von Gliazellen und eine Störung im Proteinhaushalt des Gehirns. Magnetfelder und Alzheimer-Risiko Es gibt Hinweise, dass berufliche Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern das Risiko für Alzheimer-Demenz leicht erhöhen könnte [8] . Doch auch die Art der Arbeit und der Grad der körperlichen Aktivität könnten hier eine Rolle spielen [9] . Studien zur Wohnortnähe an Hochspannungsleitungen liefern widersprüchliche Ergebnisse: Einige deuten auf ein erhöhtes Risiko bei längerer Wohndauer hin, andere konnten keinen Zusammenhang feststellen [10, 11] . Insgesamt ist die Datenlage uneinheitlich. Unterstützen experimentelle Laborstudien die epidemiologischen Hinweise? Das BfS förderte von 2008 bis 2013 ein Forschungsvorhaben , um die Auswirkungen niederfrequenter Magnetfelder auf neurodegenerative Erkrankungen in Tiermodellen zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten keine schädlichen Einflüsse auf ALS oder Alzheimer bei Mäusen [12] . Ähnliche Studien aus Frankreich (2009) und China (2015) kommen zu vergleichbaren Resultaten – sie zeigten keine negativen Effekte auf Gehirnstruktur oder Lernvermögen [13 , 14 ] . Eine kürzlich erschienene systematische Übersichtsarbeit bestätigte, dass gesunde, mit Magnetfeldern exponierte Nagetiere keine Alzheimer-typischen Symptome entwickelten, während erkrankte Tiere sogar vorwiegend eine Symptomverbesserung zeigten [15] . Im Hinblick auf ALS war die Anzahl eingeschlossener Studien hingegen zu gering, um Schlussfolgerungen daraus zu ziehen. Fazit: Die Studienlage zu ALS und Alzheimer-Demenz ist widersprüchlich Die Forschung zu ALS und Alzheimer zeigt unterschiedliche und zum Teil widersprüchliche Ergebnisse. Die meisten epidemiologischen Studien weisen auf ein leicht erhöhtes Risiko bei beruflicher Magnetfeldexposition hin – besonders für ALS . Für Parkinson und Multiple Sklerose wurde kein Zusammenhang gefunden. Experimentelle Tierstudien konnten diese epidemiologischen Hinweise bislang nicht bestätigen. Es ist unklar, ob und wie Magnetfelder neurodegenerative Erkrankungen verursachen könnten. Entzündungen, oxidativer Stress und das Immunsystem spielen eine wichtige Rolle bei ALS und Alzheimer. Weiter vermuten manche Forscher, dass Magnetfelder diese Prozesse beeinflussen könnten – einen sicheren Beleg dafür gibt es bisher nicht [ 16] . Ausblick: Programm „ Strahlenschutz im Stromnetzausbau“ führt Forschung fort Im Zusammenhang mit dem Ausbau der Stromtrassen in Deutschland ist ein mögliches erhöhtes Risiko für neurodegenerative Erkrankungen unter Magnetfeldexposition erneut wichtig. Ein möglicher ursächlicher Zusammenhang soll durch weitere Forschung geklärt werden. Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen ist daher ein Themenschwerpunkt des BfS -Forschungsprogramms „ Strahlenschutz beim Stromnetzausbau“. Dazu fand 2017 in München der internationale Workshop „Zusammenhang zwischen neurodegenerativen Erkrankungen und Magnetfeldexposition – Stand des Wissens und Forschungsperspektiven“ statt. Er hatte zum Ziel, den aktuellen Kenntnisstand zu erfassen, Kenntnislücken zu identifizieren und neue Wege für weitere Forschung aufzuzeigen . Literatur [1] Gunnarsson, L.G. and L. Bodin, Occupational Exposures and Neurodegenerative Diseases-A Systematic Literature Review and Meta-Analyses. Int J Environ Res Public Health, 2019. 16(3). [2] Huss, A., S. Peters and R. Vermeulen, Occupational exposure to extremely low-frequency magnetic fields and the risk of ALS : A systematic review and meta-analysis. Bioelectromagnetics, 2018. 39(2): p. 156-163. [3] Beaudin, M., F. Salachas, P.F. Pradat and N. Dupre, Environmental risk factors for amyotrophic lateral sclerosis: a case-control study in Canada and France. Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener, 2022. 23(7-8): p. 592-600. [4] Chen, G.X., A. Mannetje, J. Douwes, L.H. van den Berg, N. Pearce, H. Kromhout, et al., Associations of Occupational Exposures to Electric Shocks and Extremely Low-Frequency Magnetic Fields With Motor Neurone Disease. Am J Epidemiol, 2021. 190(3): p. 393-402. [5] Peters, S., A.E. Visser, F. D'Ovidio, E. Beghi, A. Chio, G. Logroscino, et al., Associations of Electric Shock and Extremely Low-Frequency Magnetic Field Exposure With the Risk of Amyotrophic Lateral Sclerosis. Am J Epidemiol, 2019. 188(4): p. 796-805. [6] Sorahan, T. and L. Nichols, Motor neuron disease risk and magnetic field exposures. Occup Med (Lond), 2022. 72(3): p. 184-190. [7] Roosli, M. and H. Jalilian, A meta-analysis on residential exposure to magnetic fields and the risk of amyotrophic lateral sclerosis. 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Einwirkung elektrischer und elektromagnetischer Felder auf Zellen und Organismen

Es handelt sich einmal um die Messung der passiven elektrischen Eigenschaften von Zellen und von Gewebe. Diese Daten werden benoetigt, um Aussagen ueber die Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit biologischen Zellen und Organismen zu machen. Bisher wurden Leitfaehigkeitsmessungen an Zellsuspensionen (Erythrocyten, Ascitestumorzellen) und an Zytoplasmafraktionen durchgefuehrt, sowie die elektrische Messungen mit Hilfe von intrazellulaeren Elektroden an Einzelzellen. Zum anderen werden biophysikalische Modellvorstellungen im Hinblick auf die biologischen Wirkungen nicht-ionisierender Strahlen auf den Menschen entwickelt. Insbesondere sind bisher Modellrechnungen ueber die feldbedingte Erzeugung von Aktionspotentialen an erregbaren Zellen, sowie ueber die Einwirkung elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf das Zentralnervensystem des Menschen durchgefuehrt worden.

Biochemische Mechanismen der Temperaturadaptation bei Wirbeltieren

Ziel der Untersuchung ist die Aufklaerung molekularer Mechanismen, mit deren Hilfe poikilotherme Wirbeltiere (vornehmlich Fische) in der Lage sind, sich schwankenden Umwelttemperaturen (saisonale Akklimatisation u. experimentell ausgeloeste Akklimation) anzupassen. Hierbei stehen Mechanismen, die primaer das Nervensystem betreffen, im Vordergrund. Die Arbeitsmethoden sind physiologischer u. biochemischer Natur.

Alternatives Infektionsmodell für humanpathogene Bakterien mittels der Raupen des Tabakschwärmers (manduca sexta)

Die Raupe des Tabakschwärmers wird weltweit in vielen Instituten als Objekt der Entwicklungsbiologie, Neurophysiologie und Molekularbiologie intensiv erforscht. Das Insekten-Infektionsmodell soll vor allem in mikrobiellen Genomprojekten (Erforschung der Erbsubstanz von Erregern) den Einsatz von den sonst üblichen Wirbeltieren (Maus und Ratte) deutlich reduzieren und kann auch zur Validierung antibakteriell wirksamer Substanzen (Bewertung neuer Antibiotika) als Tiermodell verwendet werden. Als primärer Testorganismus sollen zunächst verschiedene Stämme und Mutanten des Bakteriums Streptococcus pneumoniae verwendet werden. In einem zweiten Schritt soll das Testsystem auf andere pathogene Keime erweitert werden. Im Sinne der Drei-R-Richtlinie (reduction, refinement, replacement) bieten Vorab-Testsysteme, die mit dem Tabakschwärmer Manduca sexta durchgeführt werden könnten, eine ideale Basis zur drastischen Reduktion von Versuchen mit Wirbeltieren.

Einfluss chronischer Einwirkungen von Pb auf das zentrale Nervensystem

Chronische Bleiaufnahme in subtoxischen Dosen soll bei Kindern zu Verhaltensstoerungen mit Hyperaktivitaet und Agressivitaet fuehren. Ein aehnlich abweichendes Verhalten zeigen jugendliche, bleiexponierte Ratten. An diesen Tieren fuehren wir Untersuchungen zum Stoffwechsel von Neurotransmittern und Modulatoren im Gehirn durch, um Hinweise auf den Mechanismus der Bleiwirkung und eine moegliche Therapie des abweichenden Verhaltens zu gewinnen.

Biologische Reaktivitaet gegenueber ungewoehnlichen Umwelteinfluessen

Die Limitierung der physio-psychologischen Belastbarkeit des Menschen erfolgt weitgehend durch Prozesse im zentralen Nervensystem; tierexperimentelle Untersuchungen an Gehirnpraeparationen sollen die neurologische Wirkungsweise einzelner oder kombinierter Belastung (Laerm/hoher Sauerstoffdruck/verschiedene Atemgemische/partieller Schlafverlust) zeigen.

Die Wirkung simulierter Schwerelosigkeit und Ueberschwere im Zellbereich der Organismen

Reaktionen verschiedener Zellsysteme auf Schwerelosigkeitssimulation und erhoehte Beschleunigung werden im Zusammenhang mit der Frage zellphysiologischer Risiken fuer den Raumfahrer untersucht; gewebskundliche Untersuchung des Gleichgewichtsorgans von Froschembryonen und -larven zur Bewertung der Gefahr einer degenerativen Entartung dieses Organs beim Raumfahrer.

Das Verhalten neurophysiologischer Funktionsparameter in der Bevoelkerung unter dem Einfluss erhoehter Belastungen durch Blei und andere Luftschadstoffe

Erarbeitung empfindlicher neurophysiologischer Testmethoden zur Anwendung bei Felduntersuchungen in Regionen mit erhoehter Belastung durch Luftschadstoffe sowie bei Kurzzeitexpositionen im Labor mit Schadstoffgemischen und Einzelkomonenten.

Statistische Methoden bei nichtinasiven Verfahren der Hirnforschung

Lokomotion der Fische

Die Fortbewegung der Fische ist funktionell mindestens so vielfaeltig wie das Gehen an Land und Fliegen in der Luft. Der Bezug eines Fisches zur Umwelt aeussert sich in bestimmten Lokomotionsweisen. Jedoch gibt es eine 'Ur-Lokomotion' bei Fischen: die Schlaengelbewegung. Nur ist heute nicht klar, ob die Schlaengelbewegung vom Nervensystem gesteuert wird oder sich durch die physikalischen Eigenschaften des Fischkoerpers ergibt. (Vgl. Blight A., Biol. Rev. 52, 181-218, 1977).

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