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Ist elektromagnetische Strahlung bestimmter Frequenzen für den Menschen gefährlich? Diese Frage hat Dr. Henning Hintzsche vom Lehrstuhl für Toxikologie der Universität Würzburg in den vergangenen Jahren untersucht. Jetzt hat ihm die Gesellschaft für Umwelt-Mutationsforschung (GUM) dafür den Preis für junge Wissenschaftler verliehen.
Terahertzstrahlung: Im Jahr 2008 ist dieser Begriff wohl zum ersten Mal einer größeren Öffentlichkeit bekannt geworden. Auslöser war der Plan, Flughäfen in Deutschland mit sogenannten Ganzkörper-Scannern für Passagier-Kontrollen auszurüsten. Die Geräte senden elektromagnetische Wellen aus, die mit einer Frequenz zwischen 0,1 und 10 Terahertz schwingen.
Ganz besondere Eigenschaften
Eine Eigenschaft ist es, die die Strahlen für viele Anwendungsbereiche so besonders interessant macht: Sie dringen in verschiedene Materialien ganz unterschiedlich gut ein. Während sie Verpackungsmaterialien und Bekleidung beispielsweise locker passieren, scheitern sie an Metallen und der menschlichen Körperoberfläche schnell. Mit ihrer Hilfe kann das Sicherheitspersonal deshalb bei Passagieren am Flughafen Sprengstoffgürtel, Revolver oder Messer an speziellen Monitoren auf den ersten Blick unter der Kleidung entdecken.
Ob diese Strahlen für den Menschen gefährlich sind, das hat Dr. Henning Hintzsche in den vergangenen Jahren in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Helga Stopper erforscht. Mit unterschiedlichen Methoden hat er untersucht, ob Terahertzstrahlen in der Lage sind, den DNS-Strang oder das gesamte Chromosom zu beschädigen.
Forschung mit Terahertzstrahlen
Zum Einsatz kamen dabei verschiedene kultivierte menschliche Hautzellen. In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig wurden diese Zellen Terahertz-Strahlung ausgesetzt; anschließend suchten die Würzburger Forscher nach Schäden am Erbgut, die beispielsweise dazu führen könnten, dass sich Tumore aus den veränderten Zellen entwickeln.
Das Ergebnis: „Wir konnten in unseren Experimenten keine direkten DNA-Schäden feststellen“, so Hintzsche. Allerdings sei unter bestimmten Bedingungen zu beobachten gewesen, dass exponierte Zellen während der Zellteilung Veränderungen aufwiesen. „Dies führte jedoch nicht zu einem manifesten DNA-Schaden, so dass derzeit nicht von einer biologischen Relevanz ausgegangen werden kann“, so der Wissenschaftler weiter.
Der Schwerpunkt von Hintzsches Arbeit lag bei der Terahertzstrahlung, die wegen ihrer besonderen Eigenschaften in Zukunft für immer mehr Anwendungen eingesetzt werden könnte. Beispielsweise hoffen Mediziner, dass sie mit Hilfe der Strahlen Hautkrebs besser erkennen können. Techniker verwenden Terahertzstrahlung in der Werkstoffprüfung sowohl für die Qualitätskontrolle als auch für die Prozessüberwachung. Sogar die Datenübertragung ist im Terahertzbereich denkbar – und ständig finden sich weitere Anwendungsmöglichkeiten.
Forschung mit Mobilfunk- und Röntgenstrahlen
Neben der Terahertzstrahlung hat Hintzsche in seinen Experimenten allerdings auch die Auswirkung von Mobilfunkstrahlung im nichtionisierenden Bereich oder Röntgenstrahlung im ionisierenden Bereich untersucht.
„Im Mobilfunkbereich haben wir die chromosomale Stabilität in menschlichen Zellen unter Einfluss von unterschiedlichen Mobilfunkfeldern untersucht“, sagt Hintzsche. Bei mehreren Varianten des eingesetzten Tests haben sich dabei in den Zellen „keine chromosomalen Instabilitäten“ gezeigt. Diese Befunde konnten die Wissenschaftler außerdem in einer Human-Biomonitoring-Studie mit mehr als 130 Teilnehmern bestätigen.
Anders im Bereich der Röntgen-Strahlung. Dort untersuchte Hintzsche die Zellen von Patienten, die aktuell eine Strahlentherapie erhielten. Die Strahlendosis, die dabei zum Einsatz kommt, ist sehr viel höher als bei einer üblichen Röntgenaufnahme zur Diagnostik. „Wir haben Patienten mit Krebserkrankungen im Kopf-Hals-Bereich untersucht und dabei nach DNA-Schäden in Mundschleimhautzellen gesucht“, erklärt Hintzsche.
Das Ergebnis hier: Bereits nach relativ kurzer Zeit ließen sich in den Zellen Schäden am Erbgut nachweisen. Konsequenzen für die Therapie muss das allerdings nicht haben: „Diese Schäden waren schon drei bis sechs Wochen nach Ende der Strahlentherapie nicht mehr nachweisbar.“
Bedeutung für das Testverfahren
Hintzsches Untersuchungen sind über das konkrete Ergebnis hinaus auch noch von allgemeiner Bedeutung. Der von ihm verwendete Test – der Mikrokerntest in Mundschleimhautzellen – kommt zunehmend zum Einsatz, wenn es darum geht, potenzielle Gefahren von neuen Techniken und Substanzen für das menschliche Erbgut zu erforschen. Damit aus diesem Test gewonnene Aussagen auch international vergleichbar sind, wird er momentan in internationalen Studien validiert. Die Würzburger Ergebnisse tragen dazu einen Teil bei: „Wir konnten zeigen, dass der Test zwar sehr gut geeignet ist, akute Effekte auf die DNS nachzuweisen. Länger zurückliegende Einflüsse kann man damit aber nicht erfassen“, so Hintzsche.
Der GUM-Preis
Den Preis für junge Wissenschaftler verleiht die Gesellschaft für Umwelt-Mutationsforschung an Personen, „die sich durch hervorragende Arbeiten in den ersten drei Jahren nach der Promotion auszeichnen“. Hintzsche hat seine Promotion vor weniger als einem Jahr abgeschlossen; er ist 31 Jahre alt.
Kontakt
Dr. Henning Hintzsche, T: (0931) 201-48762, E-Mail: hintzsche@toxi.uni-wuerzburg.de
Henning Hintzsche erforscht, ob bestimmte Strahlen für das Erbgut des Menschen gefährlich sind. (Fot ...
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