Die Frage, ob hochfrequente elektromagnetische Felder, die von Handys ausgehen, einen Einfluss auf die männliche Fruchtbarkeit haben, wurde in mehreren nationalen und internationalen Studien untersucht. Die Ergebnisse ausgewählter Studien und Übersichtsarbeiten werden im Folgenden vorgestellt und bewertet.
Die Frage, ob hochfrequente elektromagnetische Felder, die von Handys ausgehen, einen Einfluss auf die männliche Fruchtbarkeit haben, wurde in mehreren nationalen und internationalen Studien untersucht. Insgesamt konnte kein negativer Einfluss nachgewiesen werden, viele Studien sind aber widersprüchlich und von mangelhafter Qualität. Einige internationale Gremien sehen deshalb weiteren Forschungsbedarf.
Der direkte Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf entnommene Spermien von Menschen und Tieren wurde seit 1999 in etwa 20 Laborstudien untersucht. Die meisten fanden mindestens in einem der untersuchten Parameter eine signifikante Veränderung unter dem Einfluss elektromagnetischer Felder, wobei häufig viele andere Parameter unverändert blieben.
Die meisten Laborstudien weisen in unterschiedlichem Ausmaß methodische Mängel auf.
Neuere Studien, die diese Qualitätskriterien erfüllen, werden im Folgenden näher beschrieben:
Falzone et al. [1] fanden bei 2 W/kg (dies entspricht der Empfehlung der Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung - ICNIRP für den Teilkörpergrenzwert) keinen Einfluss auf sämtliche Parameter der Spermienbeweglichkeit. Bei 5,7 W/kg war die Zahl beweglicher Spermien unverändert, deren Geschwindigkeit aber geringer. Weder bei 2 noch bei 5,7 W/kg wurden oxidativer Stress, veränderte enzymatische Aktivität oder ein vorzeitiger programmierter Zelltod bei den Spermien beobachtet [2].
In einer weiteren Folgestudie [3] waren die Spermien bereits bei 2 W/kg morphologisch verändert, ihre Vitalität blieb aber unverändert. Dies ist nicht nachvollziehbar, da morphologisch veränderte Spermien meistens weniger lebensfähig sind. Deswegen wurde dieses Ergebnis von anderen Wissenschaftlern angezweifelt [4]. De Iulis et al. [5] beobachteten bei steigenden SAR-Werten im Bereich von 0,4 bis 27,5 W/kg ein Absinken der Beweglichkeit und Lebensfähigkeit von Spermien sowie oxidativen Stress. Der Einfluss war dosisabhängig und begann bei einer Befeldungsdauer von 16 Stunden ab etwa 1 W/kg. Eine chinesische Arbeitsgruppe [6, 7] beobachtete an einer Zelllinie von Spermatozyten der Maus bei 1 und 2 W/kg keinen Effekt, bei 4 W/kg kam es nach 12 Stunden zu oxidativem Stress, gefolgt von einer DNA Schädigung. Es traten keine DNA-Strangbrüche auf. Es kam zu Veränderungen im Proteinhaushalt, aber nicht zum verstärkten Zelltod.
Zwei qualitativ hochwertige Studie wurden in Japan durchgeführt [8, 9]. In der ersten Studie[8] wurde das Sperma von 50 gesunden Probanden untersucht. Exponiert wurde in einer hochwertigen Expositionsanlage. Es erfolgten verblindet eine Scheinexposition und Expositionen von einer Stunde bei 2 W/kg und 6 W/kg. Der Temperaturanstieg betrug 0,16°C bzw. 0,24°C. Es wurden mehrere Parameter der Spermienbeweglichkeit sowie oxidativer Stress untersucht. Die Exposition zeigte keinen Einfluss.
Die zweite japanische Studie[9] untersuchte den Verlauf der Befruchtung und die frühe Embryogenese bei Mäusen. Verwendet wurde wieder eine hochwertige Expositionsanlage. Entnommene Eizellen und Spermien wurden bei 1,95 GHz und 2 mW/g für einen Stunde exponiert oder scheinexponiert. Dies ist mehr als beim Tragen eines Handys in der Hosentasche auftritt. Die Exposition erfolgte verblindet. Es wurde kein Einfluss elektromagnetischer Felder auf die künstliche Befruchtung und die nachfolgende Embryogenese gefunden und auch keine Chromosomen-Aberrationen.
Die Autoren aller Studien, die Effekte fanden[2-7], behaupten, dass es sich nicht um thermische Effekte handeln könne, da die Proben gekühlt wurden. Es ist aber anzunehmen, dass bei einer Erwärmung durch elektromagnetische Felder und gleichzeitiger Kühlung die Wärmegradienten anders sind, als wenn keine Erwärmung und Kühlung stattfindet. Da Spermien besonders wärmeempfindlich sind, ist vor allem oberhalb der Grenzwertempfehlungen ein thermischer Effekt zu erwarten. Die Ergebnisse der letzten Studie zeigen, dass es in geeigneten Expositionsanlagen möglich ist, auch bei 6 W/kg den Temperaturanstieg gering zu halten und thermische Effekte zu vermeiden.
Generell gilt, dass eine Erwärmung der Hoden und Spermien um mehr als 2 °C beziehungsweise über 39 °C schädlich ist, wobei die Schädigung vorübergehend ist. Untersuchungen in realistischen Szenarien – zum Beispiel ein Handy in der Hosentasche – haben gezeigt, dass die SAR-Werte deutlich unter 1 W/kg liegen und die durch elektromagnetische Felder verursachte Erwärmung der Hoden im Bereich von etwa 0,01 °C liegt. Diese Erwärmung wird als gesundheitlich unbedenklich bewertet. Auch angesichts der genannten Ergebnisse aus Laborstudien ist davon auszugehen, dass eine realistische Belastung mit elektromagnetischen Feldern eines Handys nicht zu einer Schädigung von Spermien und einer Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit führt.
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Während des letzten Jahrzehnts wurden insgesamt zwölf Studien an Menschen durchgeführt, die den Zusammenhang zwischen Handynutzung und männlicher Fruchtbarkeit erforschten. In den meisten Studien wurden Patienten untersucht, die bereits Fruchtbarkeitsprobleme hatten. Verglichen wurden verschiedene Parameter der Fruchtbarkeit zwischen Nutzern und Nichtnutzern von Mobiltelefonen beziehungsweise in Abhängigkeit von der Nutzungsdauer. Mit drei Ausnahmen[1-3] ist das Ergebnis der meisten Studien, dass eine häufige Handynutzung mit verminderter Fruchtbarkeit einhergeht. Das äußert sich in einer verminderten Zahl und Beweglichkeit der Spermien [4-8], einem höheren Anteil geschädigter Spermien [8-11] oder Erektionsstörungen [12].
Eine aktuelle und sehr umfangreiche chinesische Studie [6] an insgesamt 872 Studenten im Alter von 20 - 22 Jahren aus der normalen Bevölkerung, die in drei Folgejahren untersucht wurden, zeigte einen Zusammenhang zwischen der Gesprächsdauer am Handy sowie der drahtlosen Internetnutzung mit verminderter Spermienzahl und Konzentration. Nach einer statistischen Korrektur für einige Begleitfaktoren (Alter, Gewicht, Alkohol, Rauchen, Kaffee, Cola, Fast Food) war der Zusammenhang mit der Handynutzung nicht mehr signifikant, der Zusammenhang mit drahtloser Internetnutzung blieb bestehen. Dies ist aber kein Nachweis, dass dieser statistische Zusammenhang auch ursächlich ist.
In einer aktuellen amerikanischen Studie [2] wurde das Sperma von 384 Patienten einer Infertilitätsklinik, die 18 bis 56 Jahre alt waren, mehrfach untersucht. Abgefragt wurden die Dauer der Handynutzung, die Nutzung eines Headsets und die Trageweise am Körper. Ausgewertet wurden die Spermienzahl und -beweglichkeit sowie die Morphologie der Spermien. Rauchen, Alkoholkonsum und Einnahme von Medikamenten wurden berücksichtigt. Es wurde kein Zusammenhang zwischen Spermienqualität und Handynutzung gefunden.
Allen Studien gemeinsam war, dass der Zusammenhang zwischen Telefonnutzung und männlicher Fruchtbarkeit, nicht aber der direkte Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern untersucht wurde. Wdowiak et al. [8] weisen darauf hin, dass Vielnutzer häufiger beruflich sehr aktiv sind, eine sitzende Tätigkeit ausüben und mehr Stress ausgesetzt sind. Alle diese Faktoren beeinträchtigen die Fruchtbarkeit.
Mögliche weitere Einflussfaktoren, wie Alter, sozialer Status, Stress, Alkohol- und Tabakkonsum, die alle die Spermien beeinträchtigen, wurden mit Ausnahme der beiden neueren Studien [2, 6] nur teilweise oder gar nicht berücksichtigt. Es ist davon auszugehen, dass die Lebensweise der häufigen Handynutzer, nicht aber die von Handys ausgehenden elektromagnetischen Felder, für die beobachtete verminderte Fruchtbarkeit verantwortlich ist.
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Seit 1999 wurde der Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder im von Handys und drahtlosen Netzwerken genutzten Frequenzbereich (800 MHz – 2,5 GHz) auf Hoden und Sperma in über 60 Tierstudien an Nagetieren wie Ratten, Mäusen und Kaninchen untersucht. Etwa drei Viertel der Publikationen fanden mindestens in einem der vielen untersuchten Parameter einen signifikanten, häufig negativen Einfluss der elektromagnetischen Felder auf die Fruchtbarkeit. Als möglicher Wirkmechanismus wird häufig oxidativer Stress genannt.
Die Mehrzahl der Tierstudien weist zum Teil erhebliche methodische Mängel auf:
Die Ergebnisse der einzelnen Studien sind nicht einheitlich. Unterschiedliche Studien finden Einflüsse auf unterschiedliche Parameter, und diese verändern sich oft in entgegengesetzte Richtungen. Auf einige Parameter wird im Folgenden näher eingegangen.
Spermienqualität
Unterschiedliche Aspekte der Spermienqualität wurden ebenfalls häufig mit widersprüchlichem Ergebnis untersucht. So war zum Beispiel die Spermienzahl in den meisten Studien unverändert, vereinzelt aber auch verringert oder sogar erhöht. In vielen Fällen blieb die Spermienzahl zwar unverändert, ihre Beweglichkeit und/oder Lebensfähigkeit konnte aber geringer, unbeeinflusst oder sogar erhöht [3] sein, was für eine Verbesserung der Fruchtbarkeit sprechen würde.
Einige Studien beschrieben eine Beeinträchtigung der Spermatogenese, in mehreren anderen wurde dies aber nicht bestätigt [4].
Insgesamt lässt sich aus den sehr variablen Daten kein Nachweis für eine gesundheitsrelevante schädliche Wirkung elektromagnetischer Felder auf Spermien herleiten.
Da die Ergebnisse sehr variabel sind, ist anzunehmen, dass die meisten der beschriebenen Effekte nur zufällige Befunde sind. Hätten elektromagnetische Felder tatsächlich einen Einfluss auf die Fruchtbarkeit, wäre zu erwarten, dass sich ein bestimmter Parameter in einer Mehrzahl der Studien immer auf eine ähnliche Weise verändert. Auch sollte eine Dosisabhängigkeit zu beobachten sein.
In vielen der vorliegenden Studien wurde anscheinend nur die normale physiologische Variabilität und nicht der tatsächliche Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Fruchtbarkeit untersucht.
Im Folgenden werden Studien bewertet, die anhand folgender Qualitätskriterien ausgewählt wurden und deren Ergebnisse belastbar sind:
Diesen Kriterien entsprechen insgesamt fünf Studien. Diese haben auch den Vorteil, dass in zwei Fällen eine Ganzkörperexposition bis zu 4 W/kg angewandt wurde. Bei 4 W/kg treten bei Nagetieren bereits Verhaltensänderungen und thermoregulatorische Reaktionen auf, es ist also zu erwarten, dass es sich bei einer so hohen Belastung zeigen würde, wenn elektromagnetische Felder einen Einfluss auf die Fruchtbarkeit hätten. Trotzdem fanden vier der genannten Studien keinen Einfluss und eine Studie sogar eine erhöhte Fruchtbarkeit.
Dasdag et al. [10] befeldeten erwachsene Ratten zehn Monate lang zwei Stunden täglich. Die Tiere waren während der Befeldung in Plastikröhrchen fixiert, der SAR-Wert im Bereich der Hoden schwankte zwischen 0,07 und 0,57 W/kg. Scheinexponierte Tiere wurden ebenfalls zehn Monate lang für zwei Stunden täglich fixiert, es wurde aber kein elektromagnetisches Feld angewandt. Es zeigte sich kein verstärkter Zelltod in den Hoden unter dem Einfluss der elektromagnetischen Felder. Andere Parameter wurden nicht untersucht.
In einem Vorhaben des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms [2] wurden Langzeiteffekte, unter anderem auf reproduktive Eigenschaften von männlichen und weiblichen Mäusen, über vier Generationen hinweg unter dem Einfluss eines UMTS-Signals untersucht. Dabei wurden Ganzkörperexpositionen von 0,08, 0,4 und 1,3 W/kg angewandt. Jeweils 32 Männchen und 64 Weibchen lebten dauerhaft in drei kreisrunden Hohlleitern bei den genannten SAR-Werten. Scheinexponierte Tiere lebten in einem vierten Hohlleiter, der ausgeschaltet war. Die Wissenschaftler wussten nicht, welcher SAR-Wert in welchem Hohlleiter angewandt wurde.
Über vier Generationen hinweg wurden keine Unterschiede im Gewicht der Hoden, Nebenhoden und der Anhangsdrüse sowie Spermienzahl und Anteil geschädigter Spermien zwischen den Gruppen gefunden. Der Paarungserfolg mit ebenfalls befeldeten Weibchen, gemessen an der Zahl der Nachkommen, war auch unverändert.
Ozlem Nisbet et al. [3] befeldeten fixierte Raten bereits ab dem zweiten Lebenstag 90 Tage lang zwei Stunden täglich bei 900 und 1800 MHz. Dieser Zeitraum deckt die gesamte Entwicklungsphase von Ratten ab. Der SAR-Wert variierte in Abhängigkeit vom Wachstum der Tiere bei 900 MHz zwischen 1,2 und 3 mW/kg, bei 1800 MHz zwischen 0,011 und 0,053 mW/kg.
Der Testosteronspiegel war in beiden exponierten Gruppen gegenüber scheinexponierten Tieren erhöht. Die Spermienzahl war in allen drei Gruppen nicht signifikant unterschiedlich, deren Beweglichkeit war aber in beiden befeldeten Gruppen erhöht. Bei den mit 900 MHz befeldeten Tieren war zusätzlich der Anteil normaler Spermien erhöht und der Anteil geschädigter Spermien niedriger.
Die Autoren interpretieren diese Ergebnisse als verfrühte Pubertät infolge der Einwirkung elektromagnetischer Felder. Eine Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit bedeuten sie aber nicht.
Lee et al. [4] befeldeten frei bewegliche Ratten mit einem Signalgemisch mit den Frequenzen 848,5 und 1950 MHz und mit einem SAR-Wert von insgesamt 4 W/kg. Zu Versuchsbeginn waren die Tiere vier Wochen alt.
Zwischen exponierten und scheinexponierten Tieren gab es keine Unterschiede im Gewicht von Hoden und Nebenhoden, Spermienzahl, Stadien der Spermatogenese, oxidativem Stress und Zelltod in den Hoden.
Poulletier de Gannes et al. [11] befeldeten sieben Wochen alte frei bewegliche Ratten für sechs Wochen an sechs Wochentagen je eine Stunde mit einem WiFi Signal mit der Frequenz von 2450 MHz. Jeweils zwölf Tiere wurden scheinexponiert oder mit 0,08 und 4 W/kg exponiert. Nach drei Wochen wurden die Männchen mit ebenfalls befeldeten Weibchen verpaart.
Es gab keinen Unterschied zwischen den Gruppen hinsichtlich des Gewichts von Hoden, Nebenhoden, Samenblase und Prostata. Ebenfalls gab es weder makroskopische noch mikroskopische Unterschiede im Hodengewebe. Die Spermienqualität wurde nicht untersucht, da aber der Paarungserfolg in allen Gruppen gleich war, ist davon auszugehen, dass die Fruchtbarkeit nicht beeinträchtigt war.
Alle aufgrund von Qualitätskriterien ausgewählten Tierstudien zeigen keinen negativen Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder mit SAR-Werten bis zu 4 W/kg auf unterschiedliche Parameter der Fruchtbarkeit. Diese decken aber nicht alle möglichen Parameter der Fruchtbarkeit ab und sind auch untereinander sehr unterschiedlich was Befeldungsdauer, Frequenz der angewandten elektromagnetischen Felder und die untersuchten Endpunkte betrifft. Daher empfiehlt die WHO in der Research Agenda 2010 weitere Tierstudien zum Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Geschlechtsorgane, allerdings nicht mit einer hohen Priorität.
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Der Zusammenhang zwischen männlicher Fruchtbarkeit und elektromagnetischen Feldern von Handys wird bereits seit über fünfzehn Jahren intensiv untersucht. Die bisher vorliegenden wissenschaftlich publizierten Arbeiten wurden von einigen Autoren zusammengefasst und von nationalen und internationalen Gremien bewertet.
Organisationen wie die Internationale Kommission zum Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung (ICNIRP [1]), die Weltgesundheitsorganisation (WHO [2]), das Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR [3]) der EU, die britische Health Protection Agency (HPA [4]), der schwedische Scientific Council on Electromagnetic Fields (SSM [5]) sowie die deutsche Strahlenschutzkommission (SSK [6]) kommen dabei einheitlich zu dem Schluss, dass viele Studien negative Einflüsse zeigen. Sie sind aber widersprüchlich, durch erhebliche methodische Mängel belastet und geben keine ausreichenden Informationen zu methodischen und technischen Aspekten und zur tatsächlichen Stärke der elektromagnetischen Felder. Deshalb können aus diesen Studien keine belastbaren Schlüsse gezogen werden. Auf gar keinen Fall sind sie als Nachweis negativer Effekte elektromagnetischer Felder auf die Fruchtbarkeit zu werten.
Die wenigen Studien, die den qualitativen Ansprüchen einer guten wissenschaftlichen Praxis entsprechen, zeigen überwiegend keine Effekte. ICNIRP, WHO und HPA ziehen aus diesen Tatsachen den Schluss, dass weitere Forschung auf diesem Gebiet gerechtfertigt ist, sie wird aber nicht mit hoher Priorität empfohlen. Die SSK stützt sich demgegenüber auf die Ergebnisse aus dem Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramm, die keine negativen Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf die Reproduktion zeigen, und sieht keinen weiteren Forschungsbedarf.
Einzelne Wissenschaftler, die Übersichtsarbeiten publizierten, kommen zu unterschiedlichen Ergebnissen:
La Vignera et al. [7] fassen die vorliegenden Ergebnisse zusammen, die überwiegend eine Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit zeigen, ohne sie zu kommentieren und zu bewerten.
Agarwal et al. [8] und Kesari et al. [9] stützen sich überwiegend auf eigene Forschungsergebnisse und postulieren einen starken negativen Einfluss elektromagnetischer Felder auf die Fruchtbarkeit.
Merhi [10] kommt dagegen in einer kritischen und bewertenden Übersichtsarbeit - ähnlich wie internationale Gremien - zu dem Ergebnis, dass die vorliegenden Arbeiten widersprüchlich sind und weitere Forschung notwendig ist.
Naziroglu et al. [11] kommen zu dem Schluss, dass elektromagnetische Felder oxidativen Stress in den reproduktiven Organen von Tieren verursachen, der zu einer Beeinträchtigung der Fertilität führen kann. Bisher gibt es dafür aber keinen Nachweis, daher ist weitere Forschung nötig.
Adams et al. [12] schließen aus einer Meta-Analyse von Laborstudien an menschlichen Spermien, dass eine Exposition mit Handys die Spermienqualität negativ beeinflusst. Dabei wurden auch Studien berücksichtigt, die nicht peer-reviewed publiziert wurden, und solche die weit oberhalb der Grenzwerte durchgeführt wurden und thermische Effekte zeigen.
Liu et al. [13] schlussfolgern aufgrund einer quantitativen Meta-Analyse ausgewählter Publikationen, dass aktuelle Studien auf einen schädlichen Einfluss der Exposition durch Handys hindeuten und fordern weitere Forschung.
Houston et al. [14] werteten 27 Studien aus. Die Mehrzahl davon kommt zu dem Ergebnis, dass elektromagnetische Felder die männlichen Reproduktionsorgane schädigen und vor allem zu verminderter Lebensfähigkeit und Beweglichkeit von Spermien, oxidativem Stress und DNA Schädigung führen. Aspekte der Studienqualität, wie z.B. Expositionsanlagen und Verblindung, wurden nicht betrachtet.
[1] ICNIRP (2009) Exposure to high frequency electromagnetic fields, biological effects and health consequences (100 kHz-300 GHz) - Review of the Scientific Evidence and Health Consequences. Munich: International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection
[2] WHO (2010). WHO Research Agenda for Radiofrequency Fields.
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[5] SSM (2016) Recent Research on EMF and Health Risk - Eleventh report from SSM’s Scientific Council on Electromagnetic Fields
[6] SSK (2011) Biologische Auswirkungen des Mobilfunks - Gesamtschau - Stellungnahme der Strahlenschutzkommission
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