Nichtthermische Wirkungen von EM-Feldern und der neue Mobilfunkstandard

Es ist wichtig zu verstehen, warum sich VGCC von EMF geringer Intensität so leicht aktivieren lassen. Jeder VGCC verfügt über einen „Spannungssensor“ in der Zellmembran, der vier α-Helices, die sogenannten S4-Helices, enthält. Auf jeder der vier S4-Helices sitzen fünf positiv geladene Ionen. Diese insgesamt 20 positiv geladenen Ionen bilden den Spannungssensor der Calciumkanäle [5,8] und befinden sich in der Lipiddoppelschicht der Membran. Die elektrischen Kräfte im Spannungssensor sind aus drei Gründen besonders hoch [5,8]:

1. Mit 20 geladenen Ionen sind die Kräfte innerhalb des Spannungssensors auch 20-mal so hoch wie bei einem einzelnen geladenen Ion.
2. Die geladenen Ionen befinden sich in der Lipiddoppelschicht der Membran. Dort beträgt die Permittivität nur etwa 1/120 der Permittivität im flüssigkeitsgefüllten Innern der Zelle. Nach dem Coulomb-Gesetz sind die Kräfte, die auf die Ladungen in der Lipiddoppelschicht wirken, damit 120-mal so stark wie die, die auf die Ladungen im Zellinnern wirken.
3. Die Plasmamembran besitzt einen hohen elektrischen Widerstand, die flüssigen Bereiche im Zellinnern sind dagegen höchst leitfähig. Der elektrochemische Gradient beträgt deswegen in der Membran ungefähr das 3.000-Fache des Gradienten im Zellinnern.

Kombiniert man diese Faktoren und vergleicht die Kräfte, die auf den Spannungssensor wirken, mit denen, die auf die einfach geladenen Teilchen im Flüssigkeitsraum der Zelle wirken, so sind die Kräfte am Spannungssensor etwa 7,2 Millionen (20 x 120 x 3.000) Mal so hoch wie im Zellinnern. [5,8] Die Gesetze der Physik prophezeien uns daher außergewöhnlich starke Kräfte bei der Aktivierung der VGCC über den Spannungssensor. Die Biologie sagt uns, die Calciumkanäle sind das „Hauptangriffsziel“ der EMF, und die Physik verrät uns, warum das so ist. Biologie und Physik deuten damit in genau dieselbe Richtung.

Wir haben hier also ein paar starke Argumente dafür, dass EMF direkt auf die Spannungssensoren wirken und die VGCC aktivieren. Es gibt aber noch einige andere Indizien, die diesen Standpunkt stichhaltig untermauern.

1. Eine Studie von Pilla [12] ergab, dass gepulste EMF in Zellkulturen einen „spontanen“ Anstieg der Stickoxid-Synthese auslösen. Genauer gesagt zeigte der Versuch, dass die Zellkulturen nach der Bestrahlung mit EMF große Mengen von Ca2+-Ionen produziert haben mussten, was einen starken Anstieg der Stickoxid-Synthese nach sich zog. Das Stickoxid diffundierte dann aus den Zellen und dem sie umgebenden Flüssigkeitsraum, ging in den gasförmigen Zustand über und wurde von einer Stickoxidelektrode registriert. Der gesamte Vorgang lief in weniger als fünf Sekunden ab, was fast jeden erdenklichen indirekten Effekt, ausgenommen vielleicht die Depolarisation der Zellmembran, ausschließt. Die Wahrscheinlichkeit, dass die gepulsten EMF direkt auf den Spannungssensor der VGCC und eventuell auch der Natriumkanäle einwirken und dadurch den Spiegel des intrazellulären Calciums erhöhen, ist also hoch.
2. Weitere Forschungsergebnisse deuten ebenfalls auf die direkte Einwirkung der EMF auf die Spannungssensoren hin. Neben VGCC gibt es auch noch spannungsabhängige Natrium-, Kalium- und Chloridkanäle. Lu et al. [13] stellten fest, dass EMF zusätzlich zu den VGCC auch Kaliumkanäle aktivieren. Nach den Erkenntnissen von Tabor et al. [14] werden Mautherzellen (hoch spezialisierte Neuronen, die an der schnellen Fluchtreaktion von Fischen beteiligt sind) durch elektrische Impulse quasi augenblicklich aktiviert. Die elektrischen Impulse wirkten über die spannungsabhängigen Natriumkanäle und regten dadurch einen enormen Anstieg der Anzahl an Ca2+-Ionen an. Zhang et al. [15] berichten, dass nicht nur VGCC, sondern auch Kalium- und Chloridkanäle durch EMF aktiviert werden. Diese spannungsabhängigen Ionenkanäle spielen jedoch im Vergleich zu den VGCC nur eine untergeordnete Rolle für die biologische Wirkung. In allen drei Studien [13–15] wurden spezifische Kanalblocker für den jeweiligen Ionenkanal benutzt, um ihre Rolle in den biologischen Prozessen zu bestimmen. Die Studie von Tabor et al. [14] setzte darüber hinaus auch Gentests zur Erforschung der Rolle der Natriumkanäle ein. Lu et al. [13] maßen die Einströmgeschwindigkeit von Natrium und Calcium in die Zellen durch spannungsabhängige Ionenkanäle nach Bestrahlung mit EMF mittels Patch-Clamp-Technik. Im physiologischen Normalzustand dient das Einströmen von Natrium in die Zelle zur Depolarisation der Zellmembran, wodurch die VGCC aktiviert werden. Die Natriumkanäle arbeiten daher vermutlich hauptsächlich durch die indirekte Aktivierung der VGCC. In Summe haben wir hier nun also etliche Beweise dafür, dass in tierischen und menschlichen Zellen sieben verschiedene Arten von spannungsabhängigen Ionenkanälen durch EMF aktiviert werden. Im Review-Artikel [4] finden sich vier Typen von spannungsabhängigen Calciumkanälen, ausgehend von Studien zu Calciumkanalblockern, die von EMF aktiviert werden: L-Typ, T-Typ, N-Typ und P/Q-Typ. Drei weitere Typen von spannungsabhängigen Ionenkanälen haben wir in diesem Abschnitt kennengelernt: Natriumkanäle, Kaliumkanäle und Chloridkanäle. Untersuchungen an Pflanzenzellen liefern zudem einen starken Hinweis darauf, dass die sogenannten TCP-Kanäle der Pflanzenzelle, die ähnliche Spannungssensoren besitzen, von EMF ebenfalls aktiviert werden, wodurch Calcium in die Zelle einströmt und so ähnliche Reaktionen auf EMF entstehen. [6] Damit sind es dann acht verschiedene Arten von Ionenkanälen, die nachweislich von EMF aktiviert werden. Alle diese Ionenkanal-Typen verfügen über einen ähnlichen konstruierten Spannungssensor, der sie steuert. Verbindet man diese Beobachtungen mit der physikalischen Tatsache, dass die elektrischen Kräfte im Spannungssensor etwa 7,2 Millionen Mal stärker sind als in den einzelnen Ionen im Flüssigkeitsraum im Zellinnern, erhält man eine einleuchtende Begründung, warum sich EMF hauptsächlich auf den Spannungssensor auswirken.
3. Die wichtigste Studie zu diesem Thema stammt von Tekieh et al. [16] Darin wiesen die Forscher nach, dass EMF im Mikrowellen-Frequenzbereich die VGCC in isolierten Membranen direkt aktivieren. Im Rahmen dieser Studie wurden verschiedene Mikrowellen-Frequenzen getestet und jede einzelne Frequenz führte zu einer Aktivierung der VGCC in einem komplett zellfreien System. Diese Studie beweist damit eindeutig, dass die Aktivierung der VGCC direkt durch die EMF und nicht mittels einer indirekt regulierenden Wirkung erfolgt.

In welchem Verhältnis steht nun die geschätzte Empfindlichkeit des Spannungssensors zu den bisherigen Schätzungen, ab welcher Stärke EMF-Strahlung biologische Auswirkungen hat? Die Sicherheitsrichtlinien des ICNIRP [17] aus dem Jahr 2009 erlauben eine Strahlungsintensität von zwei bis zehn Watt pro Quadratmeter, abhängig von der Frequenz. Die Bioinitiative Working Group hingegen schlug 2007 [18] als Vorsichtsmaßnahme eine Intensität von drei bis sechs Mikrowatt pro Quadratmeter vor – etwa ein Millionstel des ICNIRP-Werts bei einem Sicherheitskoeffizienten von 10. Setzt man als Sicherheitskoeffizienten einen der üblichen Werte zwischen 50 und 100 an, so läge der Wert genau dort, wo man landen würde, wenn man die von der Physik vorausberechnete 7,2 Million Mal höhere Empfindlichkeit des Spannungssensors zugrunde legte. Und wieder könnte man sagen, die Ergebnisse aus Biologie und Physik deuten in dieselbe Richtung – wenn es auch nur um Schätzungen der biologischen Empfindlichkeit geht.

Möglicherweise wundern Sie sich, warum ich all diese Studien so intensiv analysiere. Die Antwort lautet, dass eine mehr als eine Billion Dollar (oder Euro) schwere Branche – die Telekommunikationsbranche – mehr als zwei Jahrzehnte ihre Propaganda verbreitet hat. Demnach gibt es offiziell keinerlei Wirkmechanismen, durch die nichtthermische EMF biologische Wirkung entfalten können; außerdem seien diese EMF viel zu schwach, um irgendetwas zu bewirken, und es wären nur thermische Effekte dokumentiert. Es ist also außerordentlich wichtig, in Bezug auf die Wirkmechanismen nichtthermischer Effekte penibel zu sein – was ich hiermit getan habe.

Die Abbildung verdeutlicht, wie die verschiedenen Effekte durch die Aktivierung der VGCC entstehen. Oben in der Grafik ist dargestellt, dass ein Ansteigen des intrazellulären Calciums (Ca2+-Ionen) die Synthese von Stickoxid (NO) steigert, dadurch den NO-Signalweg (von der Mitte oben nach rechts) stimulieren und therapeutische Effekte erzeugen kann. NO (ganz oben) ist außerdem in der Lage, sich an Cytochrome zu binden und deren Aktivität zu hemmen. Bindet sich Stickoxid in den Mitochondrien an das Ende einer Oxidase, stört das den Zellstoffwechsel und senkt damit das ATP (Adenosintriphosphat). Die Bindung von NO an Cytochrom P450 drosselt die Synthese von Steroidhormonen, darunter Östrogen, Progesteron und Testosteron. Eine verringerte P450-Konzentration bremst auch den Entgiftungsprozess und verringert die Wirkung von Vitamin D. Die meisten pathophysiologischen Wirkungen entstehen allerdings entlang des Pfads über Peroxinitrit, freie Radikale und oxidativen Stress (ausgehend von der Mitte nach rechts unten) und durch einen überaktiven Calcium-Signalweg (mittig links). Die aufgeführte Tabelle erläutert die wahrscheinlichste Art, wie die hier genannten Pfade verschiedene, wohlbekannte EMF-Effekte auslösen können.