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Biologische und gesundheitliche Wirkungen statischer Magnetfelder

Biologische und gesundheitliche Wirkungen statischer Magnetfelder Statische Magnetfelder üben Kräfte auf magnetisierbare Metalle sowie auf sich bewegende elektrisch geladene Teilchen aus. Der Mensch nutzt stärkere Magnetfelder beispielsweise für bildgebende medizinische Verfahren. Untersuchungen haben gezeigt, dass statische Magnetfelder bis zu einer Stärke von vier Tesla keine direkten negativen Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Die Auswirkungen stärkerer statischer Magnetfelder müssen weiter erforscht werden. Das Erdmagnetfeld lenkt einen Teil der kosmischen Strahlung ab. Diese Strahlung ist ionisierend – also sehr energiereich – und kann Krebs bei Lebewesen verursachen. Am Äquator hat das Erdmagnetfeld eine magnetische Flussdichte von circa 30 Mikrotesla, an den Polen ist seine Stärke doppelt so groß. In Mitteleuropa sind es circa 48 Mikrotesla. Einige Fischarten können sehr schwache statische Felder, wie das Erdmagnetfeld, wahrnehmen und sich danach orientieren. Haie und Rochen haben sehr empfindliche Sinnesorgane in der Haut, die auf elektrische Felder reagieren, die das Magnetfeld im Salzwasser verursacht. Wanderfische wie der Lachs verwenden zur Wahrnehmung des Erdmagnetfeldes Magnetit (eine Verbindung aus Eisen und Sauerstoff) in der Nasenschleimhaut. Auch viele Vogelarten nehmen das statische Erdmagnetfeld wahr und orientieren sich danach. Sie nutzen dafür mehrere voneinander unabhängige Sinnesorgane: Spezielle Rezeptoren in der Netzhaut reagieren auf die Ausrichtung des Magnetfeldes. Im Schnabel befinden sich Zellen, die Magnetit enthalten und zur Wahrnehmung der magnetischen Feldstärke dienen. Auch Teile des Innenohrs reagieren auf Magnetfelder. Unter den Säugetieren besitzen nur einige wenige Tiere die Fähigkeit, sich nach dem Erdmagnetfeld zu orientieren. Sie leben in der Dunkelheit, wie zum Beispiel Fledermäuse, oder unterirdisch, wie die Nacktmulle (Nagetiere). Menschen können das Erdmagnetfeld nicht wahrnehmen. Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) Starke statische Magnetfelder bei der Magnet-Resonanz-Tomographie Beschäftigte und Patientinnen und Patienten können mit starken statischen Magnetfeldern zum Beispiel bei der Magnet-Resonanz-Tomographie (kurz: MRT , einem in der Medizin verwendeten bildgebenden diagnostischen Verfahren) in Kontakt kommen. Die aktuell in der klinischen Praxis verwendeten Geräte haben meistens eine magnetische Flussdichte von 1,5 oder 3 Tesla . In der Forschung werden bereits Geräte mit 7 bis 11 Tesla getestet, die zukünftig auch in der medizinischen Diagnostik eingesetzt werden sollen. Ob sich die stärkeren Felder bei den Patientinnen und Patienten oder beim medizinischen Personal gesundheitlich auswirken, wird derzeit erforscht. Zusätzlich zu den starken statischen Magnetfeldern werden in der Magnet-Resonanz-Tomographie zeitlich veränderliche Gradientenfelder und hochfrequente elektromagnetische Felder eingesetzt. Bei den Gradientenfeldern handelt es sich um niederfrequente Magnetfelder . Wissenslücken Stärkere Magnetfelder (oberhalb von vier Tesla ) wurden bisher nur unzureichend auf ihre Auswirkungen untersucht, da die Technologie der Magnet-Resonanz-Tomographie mit hohen magnetischen Flussdichten relativ neu ist. Deshalb gibt es in vielen Bereichen noch keine gesicherten Forschungsergebnisse über die gesundheitlichen Auswirkungen. Der Einfluss starker statischer Magnetfelder auf die Schwangerschaft und die Entwicklung des Embryos wurde bisher nur bei geringen Flussdichten untersucht. Dieses Wissen ist jedoch für die Sicherheit von schwangeren Patientinnen und medizinischem Personal wichtig. Aus Vorsorgegründen empfiehlt die Strahlenschutzkommission deshalb vor allem in den ersten drei Schwangerschaftsmonaten eine besonders strenge Abwägung des Nutzen-Risiko-Verhältnisses. Trotzdem wird diese Technologie zunehmend für die Diagnostik von Schwangeren genutzt, da dabei nicht wie beim Röntgen oder bei der Computertomographie ionisierende Strahlung angewandt wird. Ob die unangenehmen Wahrnehmungen und Einflüsse auf das Nervensystem die Leistungsfähigkeit des medizinischen Personals beeinträchtigen, muss ebenfalls untersucht werden, da eine solche Beeinträchtigung eine Gefahr für die Patientinnen und Patienten bedeuten könnte. Mäuse in und vor dem Tomographen Quelle: Universität Duisburg-Essen Forschung des BfS In mehreren vom BfS beauftragten Forschungsvorhaben (siehe Links bei "Zum Thema" am Seitenende) wurde untersucht, ob sich statische Magnetfelder von Magnet-Resonanz-Tomographen bei den Patientinnen und Patienten oder beim medizinischen Personal gesundheitlich auswirken könnten. Es zeigte sich bei Untersuchungen an Mäusen, dass Magnetfelder bis sieben Tesla keinen negativen gesundheitlichen Einfluss auf die Fruchtbarkeit männlicher Mäuse, die Schwangerschaft weiblicher Mäuse und die embryonale Entwicklung sowie die weitere Entwicklung der Jungtiere haben. In Untersuchungen an Menschen konnten unangenehme Empfindungen, vor allem Schwindel, bestätigt werden. Dies wirkte sich aber nicht auf die kognitive Leistungsfähigkeit wie Reaktionszeiten und Gedächtnis aus. Stand: 31.10.2025

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.

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.

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.

Statistische Methoden bei nichtinasiven Verfahren der Hirnforschung

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.

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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