Ziel des Vorhabens ist die Humanbiomonitoring-Analytik von GerES VI Proben. Gemessen werden sollen persistente Schadstoffe ('persistent organic pollutants', POPs) im Blut von 1500 GerES VI Teilnehmenden. Es sollen fünf polychlorierte Biphenylether (PCB), sowie sechs Organochlorpestizide (OCP) gemessen werden. Das Monitoring der POPs trägt zur Einhaltung des Stockholmer Übereinkommens bei, daher werden aktuelle, für Deutschland repräsentative Erwachsenendaten benötigt.
Die globale Industrieproduktion und das Konsumentenverhalten führen zu einer immer stärkeren Verschmutzung der Ozeane. Daher ist ein Verständnis der Verbreitung von Schadstoffen und ihrer Auswirkungen auf Ökosysteme zunehmend wichtig. Das betrifft auch besonders entlegene, bisher als weitgehende unbelastet geltende Gebiete wie die Antarktis und den Südlichen Ozean. Um die Belastung mit Plastikrückständen von Antarktischen und Subantarktischen Seevögeln zu vergleichen, werden wir Weichmacher-Rückstände im Bürzeldrüsensekret mit einem kürzlich etablierten GC-MS Protokoll bestimmen. Zusätzlich werden wir von den gleichen Vögeln Quecksilber bestimmen, und dazu einerseits Federn nutzen, welche die Monate vor und während der Mauser repräsentieren, und andererseits Blutproben, um die Belastung während der Brutperiode zu erfassen. Wir werden unsere Analysen auf kleine Röhrennasen (Procellariiformes: Sturmschwalben, Walvogel und Blausturmvögel) fokussieren, und vergleichend ebenfalls Proben eines bekanntlich hoch mit Plastikmüll belasteten Gebiets im Nordost-Pazifik untersuchen. Wir werden daher Unterschiede in der Schadstoffexposition zwischen verschiedenen Verbreitungsgebieten und in Abhängigkeit von der trophischen Stufe (durch komponentenspezifische Stabilisotopenanalysen). Weiterhin werden wir die Weichmacher-Konzentrationen in der zeitigen und späten Antarktischen Brutsaison (November versus März) vergleichen, um Carry-Over-Effekte aus dem Überwinterungsgebiet in die Antarktis zu erfassen.
Einfluss von niederfrequenten Magnetfeldern auf den Schlaf und Marker der Alzheimer-Demenz bei Menschen Projektleitung: Kompetenzzentrum Schlafmedizin, Charité – Universitätsmedizin Berlin Beginn: 01.01.2022 Ende: 31.12.2024 Finanzierung: 1.362.671,88 € Hintergrund Erzeugen Magnetfelder Schlafstörungen und tragen damit möglicherweise zu Alzheimer-Demenz (AD) bei? Ein Zusammenhang zwischen gestörtem Schlaf und neurodegenerativen Erkrankungen (dazu gehört Alzheimer Demenz/AD) ist aus der Fachliteratur bekannt. Schlafstörungen gehören zu den typischen Symptomen vieler neurodegenerativer Erkrankungen. Ob ein Zusammenhang zwischen niederfrequenten Magnetfeldern und gestörtem Schlaf besteht, ist kaum untersucht. Einige wenige experimentelle Studien liefern begrenzte Hinweise auf eine Beeinträchtigung des Schlafes während einer nächtlichen Magnetfeldexposition. Magnetfeldexposition bedeutet, dass jemand einem Magnetfeld ausgesetzt (exponiert) ist. Schlafstörungen gelten auch als Risikofaktor und mögliche Ursache der Alzheimer Demenz. Daher könnten sie Teil eines möglichen Mechanismus für Wirkungen von Magnetfeldern sein, der den beobachteten statistischen Zusammenhang zwischen Magnetfeldern und AD erklärt. Ein wichtiger Befund bei Alzheimer Demenz sind Proteinablagerungen im Gehirn (amyloide Plaques) wie die des Peptids ß-Amyloid. Diese Ablagerungen werden durch Störungen des Schlaf-Wach-Rhythmus beeinflusst. Nach einer Nacht mit gestörtem Schlaf steigt bei Testpersonen die ß-Amyloid-Konzentration. Zielsetzung Die Studie sollte untersuchen, ob Magnetfelder den Schlaf beeinträchtigen und physiologische Wirkungen haben, die Alzheimer Demenz begünstigen könnten. Mit Schlaf-Enzephalogrammen ( EEG ) wurde geprüft, ob eine Magnetfeldexposition die Schlafparameter von Menschen beeinflussen kann. Zusätzlich bestimmt wurde der Einfluss von Magnetfeldern auf die Konzentrationen des ß-Amyloids und des Hormons Melatonin, das schlaffördernd wirkt. Ebenso wurde die subjektive Schlafqualität abgefragt. Da sich schlechter Schlaf negativ auf die Gedächtniskonsolidierung auswirkt, wurde eine Beeinträchtigung des Gedächtnisses durch Magnetfeldexposition geprüft. Gedächtniskonsolidierung ist die Übertragung von Erinnerungen vom Kurz- ins Langzeitgedächtnis. Durchführung Es wurden 21 Männer und 21 Frauen im Alter von 55 bis 75 Jahren in die Studie eingeschlossen. Die Einschlusskriterien waren: gesunde Rechtshänder*innen, Nichtraucher*innen, Frauen nur nach der Menopause. Die Ausschlusskriterien waren: Konsum von Substanzen, die den Schlaf beeinflussen (Medikamente und Drogen), Schlafstörungen und Implantate. Jede Testperson wurde im Abstand von einer Woche einer Gewöhnungsnacht, einer Scheinexposition und zwei Expositionsstufen ausgesetzt. Die Gewöhnungsnacht ist eine vorbereitende Übernachtung im Schlaflabor. Bei dieser gewöhnen sich die Testpersonen an die Umgebung und Messinstrumente. Dadurch soll eine Verzerrung der Daten im eigentlichen Experiment unter (Schein-) Exposition vermieden werden. Die Exposition der Testpersonen erfolgte mittels einer Spulenanordnung, bei der Helmholtzspulen um das Bett geführt wurden. Diese Spulenanordnung ermöglicht eine kontinuierliche nächtliche Exposition liegender Personen im Schlaf. Sie beeinträchtigte nicht das Verlassen des Bettes. Es wurde eine Exposition mit niederfrequenten Magnetfeldern bei 50 Hertz ( Hz ) und zwei Intensitäten (hoch: 30 Mikrotesla; niedrig: 1 Mikrotesla) sowie Scheinexposition (ohne Magnetfeld ) durchgeführt. Die Exposition erfolgte doppelt verblindet, d. h . es war sowohl Forscher*innen als auch Proband*innen nicht bekannt, wann Proband*innen den Feldern ausgesetzt waren oder nicht. Während des Schlafes wurde das EEG abgeleitet und die Schlafstruktur analysiert (Schlafstadien, Einschlaflatenz, Schlafeffizienz, Schlafdauer und Aufwachereignisse). Weiterhin wurden standardisierte Abend- und Morgenprotokolle ausgefüllt. Mit diesen wurden besondere Tagesereignisse, die den Schlaf beeinflussen können, sowie die Befindlichkeit am Morgen nach der Studiennacht erfasst. Vor und nach jeder Expositionsnacht wurden in einer Blutprobe die Biomarker für Stress, Schlaf und Alzheimer Demenz bestimmt (Stresshormon Kortisol, Schlafhormon Melatonin, Proteine ß-Amyloid und Tau). Zur Überprüfung, ob die Magnetfelder einen Einfluss auf die nächtliche Gedächtniskonsolidierung hatten, kamen am Abend vor und am Morgen nach dem Schlaf Gedächtnisaufgaben zum Einsatz. Ergebnisse Die Vermutungen haben sich nicht bestätigt, dass eine Magnetfeldexposition den Schlaf stört, zu höheren Konzentration von AD-Biomarkern führt und dadurch die Alzheimer Demenz möglicherweise begünstigt. Eine Analyse von 55 Parametern zur Makrostruktur des Schlafes (Schlafstadien) zeigte drei statistisch signifikante Unterschiede zwischen dem Einfluss eines Magnetfeldes und der Kontrollbedingung. Alle drei betrafen eine kürzere Wachzeit während der Nacht unter einer Magnetfeldexposition im Vergleich zur Scheinexposition, was für eine bessere Schlafqualität unter Exposition spricht. Die Effekte waren klein und die Anzahl der statistisch signifikanten Unterschiede war geringer als die Anzahl der als zufällig zu erwartenden signifikanten Ergebnisse. Die subjektiv empfundene Gesamtschlafdauer war unter Magnetfeldexposition statistisch signifikant länger, was im Einklang mit den Ergebnissen zur Makrostruktur des Schlafes ist und ebenfalls für eine bessere Schlafqualität unter der Einwirkung eines Magnetfeldes spricht. Geschlechtsunterschiede waren ausgeprägter als die Auswirkungen des Magnetfeldes. Frauen schliefen länger und tiefer als Männer. Diese Ergebnisse stimmen mit anderen publizierten Studien überein. Im Einklang mit der besseren Schlafqualität während einer Magnetfeldexposition war auch die Befindlichkeit am Morgen nach einer Exposition besser. Die Analyse der Schlafspindel (für den Schlaf typische Muster des EEG ) zeigte ein recht einheitliches Bild mit reduzierten Spindeldichten unter Magnetfeldexposition im Vergleich zur Scheinexposition. Am häufigsten zeigten sich kleine Effekte bei der höheren Expositionsstufe im Vergleich zur Scheinexposition. Diese Ergebnisse können im Sinne einer Expositions-Wirkungsbeziehung interpretiert werden. Aus der Fachliteratur ist bekannt, dass die Spindelaktivität mit der schlafbezogenen Gedächtniskonsolidierung verbunden ist. Eine verschlechterte nächtliche Gedächtniskonsolidierung ist ein Symptom von Alzheimer Demenz. Im Vergleich der Geschlechter war die Spindelamplitude unabhängig von der Magnetfeldexposition mit großen Effektgrößen bei den Frauen höher als bei den Männern, was dem aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand entspricht. In einem der beiden Tests zur Gedächtniskonsolidierung über Nacht („Wortpaare merken“) war diese nach der geringeren Expositionsstufe statistisch signifikant geringer als nach Scheinexposition. Die höhere Expositionsstufe zeigte keinen Effekt. Beim zweiten Test zur Gedächtniskonsolidierung (Übung motorischer Fähigkeiten wie z.B. Bewegungskoordination und -geschwindigkeit) zeigte die Magnetfeldexposition keinen Einfluss. Die Veränderung der AD-Biomarkerkonzentration über Nacht unterscheidet sich zwischen den Expositionsbedingungen (exponiert vs. scheinexponiert) nicht statistisch signifikant. Dennoch wurden am Morgen im Blut der exponierten Personen statistisch signifikant kleinere Konzentrationen einiger AD-Biomarker beobachtet als bei den nichtexponierten Personen. Im Blut zeigten sich keine statistisch signifikanten Effekte einer Magnetfeldexposition auf die Konzentration der Hormone Kortisol und Melatonin. Die Ergebnisse der Studie zeigen einzelne statistisch signifikante Effekte einer Magnetfeldexposition auf die Makrostruktur des Schlafes. Dabei kann nicht ausgeschlossen werden, dass diese zufällig sind. Die beobachteten Effekte deuten auf einen verbesserten Schlaf unter Magnetfeldexposition hin. Auch die vereinzelten statistisch signifikanten Effekte auf Biomarker der AD im Blut deuten auf eine Verbesserung, also geringere Konzentration am Morgen, hin. Der beschriebene expositionsabhängige Zusammenhang zwischen einer Magnetfeldexposition und einer reduzierten Spindeldichte ist interessant. Eine geringere Spindeldichte wäre typisch für eine Verschlechterung der Gedächtniskonsolidierung während der Nacht. Letzteres wäre ein mögliches Symptom für Alzheimer Demenz. Eine solche Wirkung einer Magnetfeldexposition auf die Gedächtniskonsolidierung wurde jedoch nicht gefunden. Stand: 31.03.2026