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v. Klitzing: Handys – ein gesundheitliches Risiko?
Handys – ein gesundheitliches Risiko ?
Lebrecht von Klitzing
Medizinische Universität zu Lübeck
D-23538 Lübeck
Die Diskussion zur biologischen Wirkung elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder wird in der Gesellschaft sehr kontrovers geführt, nachdem die internationale Literatur immer häufiger darauf hinweist, dass auch unterhalb der jeweiligen Grenzwerte es zu biologischen Reaktionen kommt. Im Mittelpunkt der Diskussion stehen die konstantperiodisch niederfrequent getakteten elektromagnetischen Felder der modernen drahtlosen Telekommunikationssysteme nach dem GSM- oder DECT-System. Seitens der Betreiber wird der fehlende Hinweis auf die Wirkungen schwacher Felder damit begründet, dass es kein Wirkungsmodell hierfür gäbe und die von der ICNIRP vorgegebenen Grenzwerte in jedem Fall eingehalten werden.
Und hier ist die Kritik anzusetzen, da die derzeitigen Grenzwerte aus dem sogenannten Strommodell entwickelt wurden, in dem der Mensch als Bestandteil eines thermodynamischen Systems gesehen wird. Unberücksichtigt bleibt in allen Fällen, dass das komplexe biologische Regulationssystem noch weit unterhalb der Grenzwerte reagiert, was sich dann in der gesamten Bandbreite der medizinisch durchaus relevanten Symptomatik darstellt.
Da die von diesen Anlagen emittierten Felder offensichtlich in biologische Informationsstrecken und Regelsysteme eingreifen, bedarf es einer kurzen Erklärung dieser neuartigen Technik.
Gemeinsam ist beiden Systemen, dass das analoge Sprachsignal zeitlich komprimiert wird und in periodischen Zeitschlitzen digitalisiert übertragen wird. Beim GSM beträgt die Periodizität der Zeitschlitze 217 Hz, aufmoduliert auf ca 930 MHz (GSM-900), bzw. ca 1800 MHz (GSM-1800). Die Hochfrequenzleistung (HF-Leistung) des HF-Senders einer Basisstation beträgt maximal 50 W.
Basisstationen dieser Telekommunikationseinrichtung können auf mehreren jeweils mit acht Zeitschlitzen belegten Kanälen senden. Der erste Kanal sendet immer mit voller Sendeleistung, wobei die ersten beiden Zeitschlitze für interne Datenabwicklung reserviert sind. So dient der erste Zeitschlitz für die Mobilstationen („Handy“) als Orientierung, was natürlich bedeutet, dass der dazugehörende Kanal mit den noch zur Verfügung stehenden restlichen Zeitschlitzen dauernd mit Maximalleistung senden muss. Dagegen sind die weiteren Kanäle, soweit vorhanden, bedarfsorientiert geregelt; es wird nur mit der notwendigen Leistung für den individuellen Funkbetrieb mit der jeweiligen Mobilstation gesendet. Abhängig von den bedienten Mobilstationen sind die von der Basisstation emittierten Taktsequenzen unterschiedlich.
Die Mobilstation sendet dagegen während der unmittelbaren Kommunikation im 217 Hz-Zeitschlitz; die bedarfsgeregelte Leistung beträgt maximal 2 W beim GSM-900 (max. 1 W beim GSM-1800). Im „stand-by“-Betrieb ist das „Handy“, abgesehen von kurzzeitigen Informationssignalen zur nächsten Basisstation, passiv.
Beim DECT-System (oder GAP-System) des schnurlosen Telefons im Hausgebrauch (mit mehreren Mobilteilen) sendet die Basisstation ohne Unterbrechung mit einem auf ca 1900 MHz aufmodulierten 100 Hz-Signal. Dieses ist für die Synchronisation der einzelnen Mobilteile notwendig, wenn zwischen diesen kommuniziert wird. Der Nutzer ist also fortlaufend einem mit 100 Hz gepulsten HF-Feld ausgesetzt. Die Sendeleistung liegt gemittelt bei ca 10 mW, im Puls bei etwa 250 mW. Nicht zu verwechseln ist das DECT-System mit dem CT 1 plus-System: dieses arbeitet analog und vor allem nur während des Telefonats. Im „stand-by“ ist dieses Telefon so inaktiv wie ein Rundfunkempfänger.
Schon vor der Einführung der gepulsten Felder war wissenschaftlich in zahlreichen Publikation dargestellt, dass gerade die niederfrequente Periodizität der Feldänderungen zu biologischen Reaktionen führt, ohne dass eine thermische Einkopplung erfolgt oder kritische Stromdichten erreicht werden. Es wurde auch gezeigt, dass bei einer Überlagerung dieser periodischen Feldänderung mit einem „Rauschen“ der biologische Effekt nicht auftrat oder erheblich abgeschwächt war.
Diese Untersuchungen wurden an Zellkulturen oder niederen Organismen durchgeführt; seit der flächendeckenden Verbreitung dieser Feldemittenten weiss man, dass auch das biologische System „Mensch“ ausgesprochen sensibel darauf reagieren kann, aber nicht jeder reagieren muss. Und hierin liegt das Problem in der Diskussionsführung. Vorbelastungen anderer Art, wie z.B. Holzschutzmittel, Insektizide, Pestizide aber auch Nahrungsmittelunverträglichkeiten müssen als zusätzliche Faktoren gesehen werden. Hinzu kommt der Zeitfaktor der Feldimmission, wobei nicht die kummulative Wirkung der Parameter ist, sondern die Tatsache, dass das Biosystem mit der Expositionsdauer die Sensibilitätsschwelle herabsetzt.
Die durchaus objektivierbaren Reaktionen beginnen im allgemeinen mit den Symptomen, die gerne dem psychosomatischen Bereich zugeordnet werden, also Schlaflosigkeit, unregelmässige Herzaktionen, nächtliche Schweissausbrüche bis hin zum Tinnitus oder langanhaltenden Kopfschmerz. Insbesondere treten diese gesundheitlichen Beeinträchtigungen bei einem überwiegenden Aufenthalt in der Nähe von GSM-Basisstationen auf. Nicht übersehen werden darf die häusliche Emissionsquelle des schnurlosen Telefons nach dem DECT-System.
Das Argument der niedrigen Leistung der Sendeanlagen täuscht über einige biologisch relevante Gegebenheiten hinweg. So wird das DECT-System mit einer gemittelten Sendeleistung von etwa 10 mW angegeben. Hier wird also gemäss der thermodynamischen Gesetzmässigkeit die immittierte Leistung als mögliches biologisches Korrelat gesehen. Dass das Puls/Pausenverhältnis über 50 dB, also 5 Dekaden reicht und diese relative Feldänderung entscheidend für den biologischen Effekt ist, findet in der Grenzwertdiskussion kein Berücksichtigung. Vielmehr wird argumentiert, dass ein Fernsehsender auch ein periodisch moduliertes Signal mit weitaus höherer Leistung emittiert, ohne dass in dem langen Zeitraum des Sendebetriebs ein gesundheitliches Risiko bekannt geworden sei. Unter der Voraussetzung, dass diese Aussage stimmt, muss darauf hingewiesen werden, dass die Signaländerung in der TV-Modulation etwa 15 dB beträgt, also sich um den Faktor 30 ändert. Es muss festgehalten werden, dass das biologische System auf die Änderung pro Zeit reagiert und die Periodizität dieser Signaländerung eine biologische Relevanz besitzt.
So sind die obengenannten gesundheitlichen Beeinträchtigungen, insbesondere bei Kindern, innerhalb kurzer Zeit reversibel, wenn eine im häuslichen Bereich installierte DECT-Anlage ausser Betrieb gesetzt wird. Hierzu gibt es zahlreiche ärztlich sehr gut dokumentierte Fallbeispiele der eindeutigen Feldwirkung.
Ähnlich sieht es aus im Bereich von GSM-Basisstationen. Es liegen konkrete Daten vor, dass nach einer Inbetriebnahme dieser Stationen über eine Häufung gesundheitlicher Beeinträchtigungen berichtet wird. In wenigen Fällen konnten Sendeanlagen stillgelegt oder räumlich versetzt werden, was sich klinisch objektivierbar positiv auf die Betroffenen auswirkte.
Recht häufig werden wissenschaftliche Erkenntnisse an Biosystemen pauschal diskutiert, ohne zu hinterfragen, ob an Einzellern oder an funktionellen Zellverbänden die Experimente durchgeführt wurden. Unterschiedliche Ergebnisse werden dann als nicht relevant, nicht reproduzierbar oder falsch eingestuft. Auch die Fragestellung, die zu einem Experiment führt, muss in die Bewertung einfliessen. Dieses soll am folgenden Beispiel gezeigt werden. Die von einem Mobiltelefon nach dem GSM-Standard emittierten Felder reichen keineswegs aus, um molekulare Strukturen zu zerstören. So ist es von vornherein ausgesprochen sinnlos, an Bakterien oder Viren zu testen, ob deren Nukleinsäure durch diese Felder „gebrochen“ werden. So geschehen in einem kürzlich von der Betreiberindustrie finanzierten Vorhaben, um zu beweisen, dass auf dieser Ebenen auch bei höheren Organismen nichts zu erwarten sei. Nicht untersucht wurde dagegen, ob die Neusynthese des genetischen Materials DNS (Desoxyribonukleinsäure) beeinträchtigt wird. Hinter dieser Philosophie der Forschungen zu schwachen Feldwirkungen steckt der Irrglaube, dass ein intaktes Biosystem nur dann Schaden genommen hat, wenn dieses unmittelbar nachweisbar ist.
Während Nebenwirkungen bei Pharmaka bekannt und nicht Gegenstand widersinniger Diskussionen sind, wird die biologische Relevanz schwacher elektrischer, magnetischer und elektrischer Felder schlichtweg ignoriert. Während man sich hier kritisch zu den Tierversuchen äussert, da die dort gewonnenen Erkenntnisse nicht auf den Menschen übertragbar seien, hat man bei der pharmakologischen Austestung hinsichtlich der Bioverträglichkeit nicht die geringsten Zweifel der Übertragbarkeit. Sicherlich liegt das Problem auch darin, dass das Wirkungsmodell einer nicht-thermischen Feldwirkung bislang nicht beschrieben werden konnte. Dieses hat natürlich wiederum zur Folge, dass der Spekulation freies Feld gelassen wird.
Untersuchungen zu den biologischen Wirkungen der genannten Felder gibt es seit mehreren Jahren, doch insgesamt gesehen ist fast jede wissenschaftliche Publikation hierzu dadurch gekennzeichnet, dass die dargelegten Erkenntnisse mit einer anderen Publikation widerlegt werden. Der Leser ist natürlich überfordert, wenn er sich damit auseinandersetzen muss und eine Entscheidung treffen soll. Der überwiegenden Mehrzahl der heutigen Biowissenschaftler fehlt offensichtlich das Fingerspitzengefühl für die Dynamik des biologischen Regulationssystems. Die klassische Physiologie ist heute angesichts der molekular-gentechnischen Biologie nicht mehr gefragt. Und dieses ist das grundsätzliche Problem der gegenwärtigen Biowissenschaft: eine Feldwirkung wird in einer Strukturveränderung gesehen und nicht als Störgrösse im funktionellen Ablauf der Bioregulation.
Hier bedarf es zum weiteren Verständnis einiger grundsätzlicher Informationen:
Das besondere eines jeden biologischen Systems ist die Anpassung an äussere Bedingungen. Dieses wäre unmöglich, wenn auf einen Reiz die Reaktion immer nach einem vorgegebenen Schema ablaufen würde. Um eine Bandbreite in der Reaktionsabfolge nutzen zu können, muss eine Variabilität vorhanden sein. So ist z.B. die zeitliche Aufeinanderfolge einzelnen Herzaktionen durch eine Unregelmässigkeit gekennzeichnet. Ist diese eingeengt oder auf Null reduziert, dann ist dieses mit der weiteren Existenz nicht vereinbar: die Charakteristik eines offenen Regelsystems muss eingehalten werden. Man kann hier noch den Schritt weitergehen, dass jedes biologische System per se chaotisch ist, oder besser ausgedrückt, sich durch eine nicht-strukturierte Ordnung auszeichnet. Nur so ist das System in der Lage, beliebige Reize (Eingangsgrössen) zu bewerten und -notfalls- zu reagieren. Wirkt diese „Störgrösse“ über einen längeren Zeitraum und hat diese eine biologische Relevanz, dann lernt das System, damit umzugehen und -was noch wichtiger ist- es gibt diese Information auf die nächste Generation weiter.
Evolution ist nicht anderes. Aber auch für kürzere Zeiträume kann ein Optimum nur dann erreicht werden, wenn alle relevanten Informationen bewertet werden können.
Daraus ergibt sich aber auch die Erkenntnis, dass die biologischen Informationsstrecken nicht „störfest“ gegenüber Fremdsignalen sein können, die ähnlich den biologischen Signalen sind und somit zu Fehlinformationen führen können. So ist zum Beispiel die Aufeinanderfolge der „Spikes“ auf einem Nerven der zu übertragende Informationsgehalt. Es ist nicht die Amplitudenhöhe der elektrischen Potentialänderungen sondern die zeitliche Aufeinanderfolge. Diese in der Technik eingesetzte Puls-Code-Modulation ist wenig störanfällig und biologisch gesehen ein in der gesamten Evolutionsgeschichte bewährtes Verfahren. Bis zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es für das Biosystem keine Störquellen, die mit den lebenswichtigen Informationsstrecken interferierten. Spätestens mit der technischen Nutzung gepulster Felder hat sich die Situation schlagartig geändert: das biologische System reagiert auf periodische niederfrequente Feldänderungen. Was dann letztlich im Biosystem zunächst abläuft ist unbekannt. Gesichert ist, dass es nicht die Feldenergie des magnetischen oder elektromagnetischen Pulses ist, die zur biologischen Reaktion führt: die lineare Gesetzmässigkeit der Dosis/Wirkungsbeziehung gilt hier nicht.
Vieles weist darauf hin, dass die strenge Periodizität der Feldänderung für eine Fehlinformation sorgt. Dafür gibt es in der Literatur mittlerweile zahlreiche Hinweise. Wird z.B. über das sich periodisch ändernde Signal ein sogenanntes „weisses Rauschen“ gelegt, dann kommt es auch nicht zur biologischen Reaktion. Dieses gilt sowohl für das sich periodisch ändernde Magnetfeld als auch für das niederfrequent gepulste elektromagnetische Feld.
Auffällig ist weiterhin, dass es individuelle Frequenzfenster mit erhöhter Empfindlichkeit gibt.
All dieses macht es schwierig, die Abläufe der Feldwirkung ansatzweise zu verstehen. Es bleibt somit zunächst die Kennntnisnahme, dass das Biosystem grundsätzlich die genannten Felder registriert. Die darauf folgende Reaktion ist äusserst unterschiedlich. Während einfache Systeme, wie z.B. Bakterien ein einheitliches Reaktionsmuster zeigen, ist dieses beim höherentwickelten System keineswegs so eindeutig. Die für die Definition einer Feldwirkung gewünschte und auch erwartete Monokausalität ist nicht gegeben. Dafür gibt es jedoch gewisse Wahrscheinlichkeiten: so reagieren Menschen, die z.B. durch Chemikalien vorgeschädigt sind sehr schnell und äusserst empfindlich. Diese Erfahrung reicht natürlich nicht aus, um auf die grundsätzliche Problematik der Feldimmissionen aufmerksam zu machen. Untersuchungen physiologischer Parameter im Vergleich vor, während und nach einer Feldexposition bieten sich hier an, um überhaupt eine Feldwirkung zu demonstrieren. Dabei geht es zunächst nicht darum, ob der Feldeinfluss letztlich negativ oder positiv sei, sondern ausschliesslich darum, dass eine Wirkung vorhanden ist. Dieses ist beim Menschen nachgewiesen worden am EEG, also am zeitlichen Ablauf der Hirnstromänderungen, an der Variabilität der Herzrate, der Regulation der peripheren Durchblutung oder am Blutdruck. Änderungen dieser physiologischen Parameter unter und nach (!) Feldeinfluss haben eindrucksvoll bewiesen, dass in das komplexe biokybernetische System eingegriffen wird. Ob sich für den einzelnen damit eine gesundheitliche Beeinträchtigung einstellt, hängt offensichtlich davon ab, wieweit die gesetzte Störung kompensiert werden kann. An der Kapazitätsgrenze -also bei einer Vorschädigung und erhöhten Grundbelastung- kommt es dann sehr schnell zu einer sehr individuellen Reaktion. Damit bleibt aber immer noch das Problem, dass das Wirkungsmodell unbekannt ist und der Analytiker, der eine statistische Aufarbeitung fordert, in der derzeitigen Situation zunächst scheinbare Diskussionsvorteile besitzt.
Um die eingangs gestellte Frage nach dem gesundheitlichen Risiko zu beantworten: es besteht auf der wissenschaftlichen Ebene kein Zweifel der athermischen Feldwirkung.
Es ist nunmehr die Gesellschaft gefordert, ob sie die scheinbaren Vorteile dieser Technik als Preis für eine mögliche gesundheitliche Beeinträchtigung zahlen will. Die Zunahme der Erkrankungen, die mit den genannten Feldimmissionen in Verbindung stehen, ist nicht zu übersehen.
Weiterführende Literatur zu diesem Thema:
Braune, S., Wrocklage, C., Raczek, J., Gallus, T., Lücking, C.H.: Resting blood pressure increase during exposure to a radio-frequency electromagnetic field.
Lancet 351 (1998) 1857-1858
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von Klitzing, L.: The biological system in magnetic and electromagnetic fields: a valuation of scientific results.
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Litovitz, T.A., Penafiel, L.M., Farrel, J.M., Krause, D., Meister, R., Mullins, J.M.: Bioeffects induced by exposure to microwaves are mitigated by superposition of ELF-noise.
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Rastemark, P., Kwee, S.: The minimizing effect of electromagnetic noise on the change in cell proliferation caused by ELF magnetic fields.
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Repacholi, M.H.: Low-level exposure to radiofrequency electromagnetic fields: Health effects and research needs.
Bioelectromagnetics 19 (1998) 1-19
Repacholi, M.H., Basten, A., Gebski, V., Noonan, D., Finnie, J., Harris, A.W.: Lymphomas in E mu-Pim 1 transgenic mice exposed to pulsed 900 MHz electromagnetic fields.
Radiat. Res. 147 (1997) 631-640