Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20061 Institutionen för genetik, mikrobiologi och toxikologi, Stockholms universitet. E. mail:

En presentation över ämnet: "Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20061 Institutionen för genetik, mikrobiologi och toxikologi, Stockholms universitet. E. mail:"— Presentationens avskrift:

1 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20061 Institutionen för genetik, mikrobiologi och toxikologi, Stockholms universitet. E. mail: Igor.Belyaev@gmt.su.seIgor.Belyaev@gmt.su.se http://members.chello.se/igor.belyaev/ Effekter av lavfrekvente og høyfrekvente elektromagnetiske felt på celler til el-overfølsomme Igor Belyaev, docent

2 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20062 Elektromagnetisk (EMF) emission kan variera på många sätt : -styrka (intensitet, effekttäthet) viktig för termiska effekter -våglängd/frekvens -närfält/fjärrfält -totala exponeringstiden (kontinuerlig, avbruten), akut och långtidsexponering (kronisk) -polarisation (linjär, cirkulär) -kontinuerlig våg (CW) och pulsade fält (pulsrepetitionfrekvens, pulsbredd eller pulskvot, pulsform, pulseffekt/medelvärde, etc) -modulation (amplitud, frekvens, fas, komplex) -statiskt magnetfält vid platsen för exponeringen Alla dessa parametrar kan påverka den elektromagnetiska exponeringens biologiska effektivitet, speciellt icke- termiska effekter under kronisk exponeringar.

3 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20063 Detta faktum, att effekterna av EMF beror på en mängd olika faktorer, gör det svårt att åstadkomma reproducerbara studier av icke- termiska effekter Symptom på överkänslighet observeras vid exponering för EMF med mycket låg intensitet. Därför måste detta fenomen studeras som ett resultat av biologiska effekter av låga, icke-termiska EMF. De flesta observationerna har gällt reaktioner på ELF EMF och på mikrovågor. Det komplicerade samband mellan EMF-effekter och biologiska/fysiska faktorer borde tas i beaktande vid studier på elöverkänsliga personer, inklusive i provokationsstudier. Av alla publicerade studier är det bara en studie av Dr. Rea (Rea et al., Journal of Bioelectricity, 10, 241-256, 1991) som uppfyller detta krav.

4 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20064 I vårt samarbetsprojekt använde vi exponeringar av ELF med specifika variabler för att undersöka stressreaktioner och celldöd i vita blodkroppar (lymfocyter) från elöverkänsliga personer i jämförelse med friska personer. Vi använde även GSM mikrovågor, vilka tidigare har visats påverka blodbarriär i råttor (Persson et al., Wireless Networks 3, 455-461, 1997) Syfte

5 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20065 Till vårt laboratorium kommer inte testpersoner, utan vi får blodprov från olika individer och från de blodproverna separerar vi celler som vi exponerar och studerar. Vi tittar på celler och delar av celler. I det här fallet tittar vi på det lymfocyter, de vita blodkropparna, som är en viktig del av vårt immunsystem Celler

6 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20066 Olika nivå av DNA-organisation (DNA-slingor)

7 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20067  Kontroll humana lymfocyt EtBr, 2 mg/ml, kondensering   EtBr, 50  g/ml utsträkning Anomalous viscosity time dependence (AVTD) ger en möjlighet, liknande "neutral comet assay" att mäta DNA- slingor utsträckning eller kondensering utsträckning och kondensering är den karakteristiska responsen för genotoxiska ämnen och stressrespons

8 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20068 ELF-effekter (50 Hz, 1 h, 44  T DC) ses vid specifika ”amplitudfönster" I det första testet ingick bara friska personer. Cellerna exponerades för magnetfält av olika amplituder. Det var inte extremt höga magnet fält, utan sådana som kan finnas i vår miljö.

9 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 20069 15  T amplitude AC, 44  T collinear DC I det första testet ingick bara friska personer. Cellerna exponerades för magnetfält på olika tid. Det var inte extremt höga magnet fält, utan sådana som kan finnas i vår miljö. Effekter av ELF behöver tid för att uppstå

10 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200610 ELF-effekter ses vid specifika ”frekvensfönster”. Mänskliga lymfocyter reagerar individuellt på EMF I det första testet ingick bara friska personer. Cellerna exponerades för magnetfält av olika frekvens. Det var inte extremt höga magnet fält, utan sådana som kan finnas i vår miljö.

11 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200611 Medvetna om att mänskliga lymfocyter reagerar individuellt på EMF ock att reaktioner är beroende av många olika faktorer, jämförde vi effekterna på cellerna från elöverkänsliga med de från matchade kontrollpersoner. De överkänsliga personer klassificerades med hjälp av ett speciellt utformat formulär (Hillert et al., 1999). Alla patienter rapporterade att de fick symptom av elektrisk utrusning och mikrovågor. Kontrollerna matchades mot patienterna vad gäller kön och ålder (+/- 5 år). Elöverkänsliga

12 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200612 Exponering för ELF 8 Hz resulterade statistiskt signifikanta förändringar av DNA-kondenseringen, vilka försvann 19 timmar exponeringen avslutas Exponering för extremt lågfrekventa magnetfält, ELF (2 timmar, 21 uT, 8 Hz frekvens)

13 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200613 100  m  normal cellkärna Kondenserad cellkärna   Fragmenterad cellkärna Skadat cellmembran  Morfologiska förändringar under celldöd hos lymfocyter (apoptos)

14 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200614 Statistiskt signifikant apoptotisk DNA-fragmentering uppmätt 24, 48 och 72 timmar efter exponering av celler från 3 av 6 studerade personer: två friska och en elöverkänslig person För hela gruppen, ökade apoptotisk DNA- fragmentering statistiskt signifikant vid exponering för ELF med 20% (p<0.003) Exponering för extremt lågfrekventa magnetfält, ELF (2 timmar, 21  T, 8 Hz frekvens) resulterade i celldöd (apoptos)

15 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200615 50 Hz 915 MHz GSM mikrovågor 8 Hz med statiskt magnetiskt fält ändrat till 10  T Jämförelse av respons i lymfocyter från friska och elöverkänsliga vid olika exponeringar

16 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200616 GSM mikrovågor Det finns 124 olika kanaler (frekvenser) som används vid GSM900 mobil kommunikation. Frekvenserna skiljer sig med 0.2 MHz I frekvensskalan från 890 MHz till 915 MHz. Basstationen sänder frekvenser slumpmässigt till mobilanvändarna. Testmobiltelefonen är programmerad för att bestämma vilken frekvens och styrka som ska användas. Testmobiltelefon är även programmerad att reglera styrkan i skala 0.02-2 W (13-33 dBm). Vi använde 2 W. SAR (specific absorbed rate) var 37 mW/kg.

17 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200617 Schema för GSM exponering Dummy Load Circulator Diode detector Dummy Load TEM- cell Connected to an oscilloscope for on-line monitoring of the output power. Directional coupler Test phone

18 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200618 Både 50 Hz och GSM mikrovågor/915 MHz gav en individuell respons av ändringar i DNA-kondensering B: don92A: don91 Human lymphocytes from hypersensitive (don91, A) and control (don92, B) donors were exposed 2 h. No significant decrease was seen in the cells of electrosensitive donor (A, don91). Significant (p<0.05) decrease in NRV and RA is seen after exposure to GSM, ELF-EMF and 41  C in control donor (B, don92).

19 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200619 Trots individuell variation var DNA-kondensering en karaktäristik respons för både 50 Hz och GSM

20 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200620 statistisk signifikant kondensering av DNA efter 50 Hz (p<0.04) och 915 MHz/GSM exponering (p<0.01). Denna effekt var jämförbar med stressrespons av värmechock vid 41 o C ELF-inducerad kondensering av DNA försvann nästan helt 2 timmar efter exponering (p=0.07). Vid denna tidpunkt, var den sammantagna GSM effekten fortfarande statistiskt signifikant (p<0.02) Till skillnad för 8 Hz exponering så inducerade GSM och 50 Hz inte celldöd. Detta visar att olika typer av exponering för elektromagnetiska fält ger varierande reaktioner. Effekterna av 8 Hz, både på celldöd och DNA-kondensering, försvann när det statiska magnetfältet ändrades till 10  T Data från samtliga testpersoner, kontroller och elöverkänsliga, visade:

21 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200621 Analys av DNA brott med specifika proteiner, som 53BP1, molekylära markörer för DNA reparation Vita blodkroppar färgade i blått. Röda fläckar visar DNA skador. 30 min efter  -bestrålning med 3Gy bildas fläckar på DNA skadorna (DNA-reparation foci). De repareras delvis 2 timmar efter  -bestrålningen Control3Gy, 2 h Förre bestrålning30 min efter2 timmar efter

22 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200622 EMF inhiberar formering av DNA-reparation foci Efter exponering för 50 Hz och GSM sågs inga DNA skador men cellerna visade stressrespons liknande den vid värmechock, 41 o C Control50 Hz 915 MHz41 0 C

23 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200623 EMF - inducerade stressrespons var liknande den vid värmechock, 41 o C, i celler från både friska och elöverkänsliga Control50 Hz 915 MHz41 0 C

24 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200624 Jämförelse av respons i lymfocyter från friska och elöverkänsliga Sammanräknade data från exponering med 50 Hz och 915 MHz visade inga signifikanta skillnader mellan kontroller och elöverkänsliga personer Cellproven från tre försökspersoner, som klassificerats som svårt elöverkänsliga, visade starkare reaktion på både mikrovågor och 50 Hz i jämförelse med de matchade kontrollerna Effekten av exponeringen kvarstod något längre tid på de elöverkänsligas celler än på kontrollernas Denna skillnad i reaktion behöver bekräftas i en mera omfattande studie Heterogenitet i både den elöverkänsliga och kontrollgruppen?

25 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200625 Effekter av GSM mikrovågor beror på frekvenskanal Vita blodkroppar färgade i blått. Röda fläckar visar DNA skador som mätas med  -H2AX molekylär markör och gröna fläckar visar 53BP1 DNA-reparation foci efter 1-tim exponering av humana lymfocyter för GSM med 905 eller 915 MHz, värmechock, 41 0 C. Kontroll905 MHz 915 MHz41 0 C

26 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200626 Exponering för GSM 915 MHz inhiberade DNA-reparation foci liknande den vid värmechock, 41oC eller 41oC. GSM 905 MHz gav inge effekt. Friska personer. Control50 Hz 915 MHz41 0 C

27 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200627 Exponering för GSM 915 MHz inhiberade DNA-reparation foci liknande den vid värmechock, 41oC eller 41oC. GSM 905 MHz gav inge effekt. Elöverkänsliga personer. Control50 Hz 915 MHz41 0 C

28 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200628 Matningar visar att SAR var det samma för både frekvenser, 905 och 915 MHz (FDTD-METHOD) 0.5 ml sample 5 ml sample

29 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200629 Contrary to GSM phones, mobile phones of the 3rd generation irradiate UMTS (Universal Global Telecommunications System) wide-band signal. UMTS MWs may result in higher biological effects because of eventual “effective” frequency windows. UMTS versus GSM

30 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200630 GSM modulations GSM uses GMSK modulation (Gaussian Minimum Shift Keying)

31 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200631 UMTS modulations W-CDMA (3G) uses essentially QPSK modulation

32 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200632 Formation of 53BP1 foci (stained in green) and  -H2AX foci (red) after 1-h exposure of human lymphocytes (counterstained in blue) with MWs, and heat shock Control905 MHz 915 MHz41 0 C Efter exponering för 3G/1947 MHz och GSM/915 MHz och mikrovågor cellerna visade stressrespons liknande den vid värmechock

33 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200633 Blockering av DNA-reparation foci observeras under 72 timmar efter 1-tim exponering Control50 Hz 915 MHz41 0 C

34 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200634 Jämförelse av respons för GSM och UMTS/3G i lymfocyter från friska och elöverkänsliga Vi fann att GSM mikrovågor och mobiltelefonmikrovågor från ett av flera UMTS/3G band som användas i Sverige påverkar humana lymfocyter från elöverkänsliga personer och att denna effekt kvarstår upp till 72 timmar efter 1-tim exponering. Denna långtidseffekt på celler som är en viktig del av humana immunsystemet kan ha starkt samband med hälsoeffekter av mobiltelefoni. Sammanräknade data från exponering med GSM och UMTS visade inga signifikanta skillnader mellan kontroller och elöverkänsliga personer Heterogenitet i både den elöverkänsliga och kontrollgruppen? Möjlighet att immunsystemet av elöverkänsliga är svagare i kompensation av stress i lymfocyter?

35 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200635 Substanser som motverkar metalljoner och radikaler också minskar effekter av elektromagnetiska fält inklusive mikrovågor på celler Hur ELF effekter är beroende av jon- koncentrationoch närvaron av jon-kelatorerhar påvisats (Smith et al., 1987; Lednev et al., 1991; Markov et al., 1993; Lindström et al., 1993; Karabakhtsianet al., 1994) Anti-oxidanter, melatonin, N-tert-butyl-alpha- phenylnitrone(PBN), reducerar effekterna av mikrovågor påhjärnceller från råtta (Laiand Singh, 1997) Ginkgobiloba(en antioxidant) reducerar oxidativstress i hjärnceller inducerad av mikrovågor från mobiltelefon (Ilhan et al., 2004)

36 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200636 EGTA motverkar metalljoner och minskar effekter av ELF magnetiska fält på celler

37 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200637 Glycerol motverkar radikaler och minskar effekter av ELF magnetiska fält på celler

38 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200638 We are thankful to Dr. L.-E. Paulsson and Dr. G. Anger (the Swedish Authority for Radiation Protection, Stockholm, Sweden) for verification of the experimental units for exposure with ELF and microwaves. The Swedish Council for Working Life and Social Research, the Swedish Radiation Protection Institute, the Swedish Cancer Society supported these studies M. Harms-Ringdahl, E. Markova, Department of Genetic and Cellular Toxicology, Stockholm University, Stockholm, Sweden L. Hillert Department of Occupational and Environmental Health, Stockholm County Council, Stockholm, Sweden B. Persson, L. Malmgren, Department of Radiation Physics, Lund University Hospital, Lund, Sweden Acknowledgments Samarbete

39 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200639 Most powerful techniques should be applied for searching the possible molecular markers of response to electromagnetic fields and hypersensitivity Proteomics, 2D-electrophoresis Genomics, gene microarrays

40 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200640 2D-gel electrophoresis, plasma proteins 3 - pH - 10 Don20 sensitive 3 - pH - 10 Don30 matched control

41 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200641

42 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200642 Kommentarer kring epidemiologi från studier på cellulär nivå: Nästan alla i Sverige exponeras för icketermiska mikrovågor från olika källor såsom basstationer, trådlösa telefoner, WILAN (Wireless LocalArea Networks), när andra personer använder mobiltelefoner, m.m. Nya MW-signaler utvecklas hela tiden och introduceras utan relevant kontroll. Det finns ingen möjlighet att kontrollera vilken frekvens, m.m., människor exponeras för. Dessutom tar epidemiologiska studier av cancer lång tid, cirka 10 år och mera [9]. Därför finns det ingen möjlighet att genomföra en epidemiologisk studie med relevant kontrollgrupp som under lång tid inte exponeras för mikrovågor för att visa effekten av mikrovågor även om den finns. På grund av de orsakerna ovan, kommer resultat av epidemiologiska studier, både pågående och eventuellt planerade, i de flesta fall att vara negativa. De negativa resultaten av epidemiologiska studier kommer inte att vara konklusiva och positiva resultat kommer alltid att kraftigtunderskatta hälsoproblemen. Om den epidemiologibaserade strategin av Vetenskapsrådet[1] accepteras hos regeringen, kan detta leda till att farliga signaler byts ut var 10:e år till nya signaler som kommer att anses vara farliga efter ytterligare 10 år.

43 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200643 Kommentarer kring forskningsbehov: ICNIRP fortsätter ignorera effekter av icketermiska mikrovågor som, i våra studier och i litteratur, har visats ha komplicerade funktionella samband av mobiltelefoni effekter med många olika parametrar, båda fysiska och biologiska. WHO använder dessvärre fortfarande samma gränsvärden som ICNIRP. De mesta studier inklusive de som kallas ”upprepningar”också ignorerade sambandet av icketermiska mobiltelefonieffekter med många olika parametrar, båda fysiska och biologiska. Därför resultat från detta kan inte jämföras. Det måste skapas oberoende regeringsfinansierade nationella forsknings-och –interventionprogram i Sverige

44 Dagskonferanse om el-overfølsomhet, Olso, Norge, 200644 Forskningsbehov: Det är viktigt att studera mekanismer involverade i icketermiska effekter elektromagnetiskt fält och studera vilka signaler som kan eller inte kan användas utan biologiska effekter inklusive cancer. På grund av att MW inte bara påverkar hjärnceller [10, 11] utan också lymfocyter [3, 5, 12] och kanske alla typer av humana celler inklusive könsceller, stamceller, så kommer hands-free inte att minska alla effekter relevanta för hälsan. De andra strategier, både biokemiska och biofysiska som baseras på mekanistiska studier måste utvecklas. Problemet av elöverkänslighet ar stort i Sverige och många personer rapporterar att de drabbats. Mekanismer av elöverkänslighet måste studeras inklusive eventuella molekylara markörer av elöverkänslighet med proteomics och gene arrays.