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Behauptungen & Scheinargumente Teil I

"Mobilfunkstrahlung hat zu wenig Energie, um Zellen zu schädigen. Oxidativer Stress ist unplausibel."
Gegen die Kritik an 5G und gegen die Risiken der Mobilfunkstrahlung (nicht-ionisierende Strahlung) werden Argumente ins Feld geführt, die die Debatte seit 20 Jahren begleiten und eigentlich widerlegt sind. Für viele, die jetzt durch die Bewegung gegen 5G sich neu in die Problematik einarbeiten, starten wir unsere Serie: "Behauptungen und Scheinargumente", Teil I verfasst von Dr. Klaus Scheler (Physiker).

Verbreitete Behauptungen und Scheinargumente

Dr. Klaus Scheler

  • 1.  Behauptung: „Die Energie der Mikrowellenphotonen reicht für eine Ionisierung von Molekülen in der Zelle nicht aus.“
  • 2.  Behauptung: "Oxidativer Stress durch Mobilfunkfelder ist unplausibel und nicht belegt."

 

1.  Behauptung: „Die Energie der Mikrowellenphotonen reicht für eine Ionisierung von Molekülen in der Zelle nicht aus.“

Folgendes Argument wird immer wieder als ausreichend angesehen, die Ungefährlichkeit des Mobilfunks zu begründen: Mikrowellenfelder des Mobilfunks sind nicht in der Lage, Atome oder Moleküle im Organismus zu ionisieren, da die Energie der Mikrowellenphotonen dafür nicht ausreicht. Ihre einzige Wirkung ist eine schwache Erwärmung des Organismus. Da die Grenzwerte so festgelegt wurden, dass eine übermäßige, schädigende Erwärmung des Organismus bzw. seiner Organe (in der Regel) nicht auftritt, und die Grenzwerte von allen Mobilfunkgeräten und Sendemasten (außerhalb einer bestimmten Sicherheitszone) eingehalten werden, kann es auch keine Schädigungen der Gesundheit durch Mobilfunk geben.

Oft wird zusätzlich ausgeführt, dass eher das Sonnenlicht als schädlich angesehen werden muss, da mit steigender Frequenz – ab UV-Licht – die Energie ausreicht, um Ionisierungen von Zellmolekülen hervorzurufen.

Welche Erkenntnisse sind wissenschaftlich unstrittig?

Photonen elektromagnetischer Wellen (kleinste energetische Einheiten) sind erst ab einer Frequenz von etwa f = 10 ¹⁵ Hz (UV-B Licht) bzw. ab einer Energie von etwa 3 eV in der Lage, Atome bzw. Moleküle zu ionisieren, d.h. Elektronen aus ihrer Hülle abzuspalten und so Ionen zu erzeugen. Wenn Ionisation – wodurch auch immer ausgelöst – in menschlichen Zellen geschieht, führt dies zu freien Radikalen (Oxidantien), die biologische Strukturen angreifen und schädigen können, in dem sie diese wiederum ionisieren: „Die Interaktion von freien Radikalen mit Zellbestandteilen kann dazu führen, dass sekundäre Radikale aus Proteinen, Lipiden oder Nukleinsäuren gebildet werden, die ihrerseits mit weiteren Makromolekülen reagieren und somit eine Kettenreaktion in Gang setzen und aufrechterhalten; auf diese Weise wird das Ausmaß der Zellschädigung deutlich verstärkt“ (Younes M in: Marquardt et al 2019, S. 115 ff).

Ein lebender Organismus ist zwar aufgrund seiner an die natürliche Umwelt angepassten und evolutionär entwickelten Stoffwechselvorgänge in der Lage, einen vorübergehenden und begrenzten Anstieg von freien Radikalen durch Antioxidantien zu kompensieren. Im Normalfall besteht ein Fließgleichgewicht zwischen „oxidativen“ und „antioxidativen“ Prozessen (RKI 2008). Unter verschiedenen exogenen und endogenen Bedingungen kann es jedoch zu einem Überschuss an freien Radikalen in der Zelle kommen, der nicht unmittelbar kompensiert werden kann. Wenn es sich dabei um Sauerstoffradikale – sog. reaktive Sauerstoffspezies (ROS) – handelt, spricht man von oxidativem Stress, bei einem Überschuss an reaktiven Stickstoffspezies (RNS) von nitrosativem Stress. Oxidativer Stress kann zu verschiedenen Erkrankungen bis hin zu Krebs führen oder die Selbstzerstörung der Zelle (Apoptose) einleiten, wenn die Schäden zu groß sind (Hecht 2019, Marquardt et al 2019).

Die Trägerfrequenzen von Mobilfunkfeldern liegen derzeit bei maximal 5 GHz = 5 × 10 hoch 9 Hz (WLAN). Die Frequenz von 5 GHz-Photonen – und damit auch ihre Energie E – ist daher ca. 200.000-mal geringer als die von UV-B Licht. Photonen aus einer Mobilfunkwelle sind daher nicht in der Lage, Atome oder Moleküle bei direktem Kontakt zu ionisieren.

Welche Erkenntnisse werden bei der 1. Behauptung übersehen?

Aus den beiden Sachverhalten „keine Ionisation, fast keine Erwärmung“ wird irrtümlich der weit verbreitete, aber voreilige Schluss gezogen, dass Mobilfunkfelder bei Einhaltung der Grenzwerte nicht nur ungefährlich sind, sondern grundsätzlich nicht gefährlich sein können, solange die Erwärmungswirkungen durch Mobilfunkfelder gering genug bleiben. Das Fehlerhafte an dieser Argumentation ist die Annahme, dass die Erwärmung durch Mobilfunkfelder, auch wenn es die primäre Wirkung sein mag, die einzige Auswirkung auf den menschlichen Körper bzw. die Zelle ist.

Diese Ansicht muss schon lange als überholt angesehen werden: Lange vor Einführung des Mobilfunks wurde in der Fachliteratur bereits über nicht-thermische (oder athermische) Wirkungen von gepulsten HF-Feldern, darunter fallen auch Mobilfunkfelder mit Leistungsflussdichten unterhalb der Grenzwerte, berichtet. Die Strahlenschutzkommission (SSK) fasste die Befunde in ihrer Empfehlung zum „Schutz vor elektromagnetischer Strahlung beim Mobilfunk“ vom 12.12.1991 wie folgt zusammen (SSK 1991): „…Insgesamt wurde eine komplexe Abhängigkeit dieser Effekte [veränderte Ionendurchlässigkeit von Zellmembranen] von Intensität und Frequenz beobachtet, wobei spezielle Frequenzbereiche besonders wirksam sind. Die Membraneffekte wurden vielfach bestätigt, so dass ihre Existenz heute als gesichert gilt. Hervorzuheben ist, dass die SAR-Werte[1] hierbei teilweise kleiner als 0,01 W/kg (= 10 mW/kg) sind und damit erheblich unterhalb thermisch relevanter Intensitäten liegen.“ Zum Vergleich: Die SAR-Werte, die heute gesetzlich erlaubt sind, liegen für Ganzkörperbestrahlung (durch Basisstationen) bei 0,08 W/kg und bei Teilkörperbestrahlung (z. B. beim Telefonat mit dem Handy / Smartphone) bei 2 W/kg.

Auch nach Einführung der Mobilfunktechnologie wurden nicht-thermische Effekte von Mobilfunkfeldern im Zusammenhang mit der Zellmembran intensiv erforscht. Einen Überblick über den Forschungsstand bis 2006 geben Funk et al in ihrem Review Paper „Effects of electromagnetic fields on cells“ (Funk 2006) und in ihrer Veröffentlichung „Electromagnetic effects – From cell biology to medicine“ (Funk 2009).

Mittlerweile weisen eine Vielzahl von Einzelstudien nach, dass Mobilfunkfelder (auch bei Leistungsflussdichten weit unterhalb der Grenzwerte) nicht nur Membraneffekte erzeugen, sondern insbesondere oxidativen Stress in biologischen Organismen hervorrufen können: Bereits 1992 haben Forscher herausgefunden, dass elektromagnetische Felder die Aktivität freier Radikale in den Zellen erhöhen (Grundler 1992). Im bisher größten Review über oxidativen Stress mit dem Titel „Oxidative Mechanismen der biologischen Aktivität bei schwachen elektromagnetischen Feldern“ haben Yakymenko et al 100 Studien ausgewertet (Yakymenko 2015). Davon weisen 93 Studien oxidativen Stress durch Mobilfunkfelder ab einer Leistungsflussdichte von 1000 µW/m2 bzw. einem SAR-Wert von 3 µW/kg nach, d. h. weit unter den derzeitigen Grenzwerten.

Die Wirkung auf die Zelle von Mobilfunkfeldern dieser Größenordnung lässt sich wie folgt zusammenfassen (Warnke / Hensinger 2013; Hensinger / Wilke 2016):

  • Überproduktion von zellschädigenden freien Radikalen, die wiederum DNA-schädigend sein können.
  • Gleichzeitig Schwächung der körpereigenen Abwehrstoffe, d. h. der endogenen
    Radikalfänger (Antioxidantien).
  • Hemmung der Energieproduktion (ATP) in den Mitochondrien, wodurch das Gesamtsystem geschwächt wird.

Weitere Studien haben Hinweise auf den Wirkmechanismus im Einzelnen - vom Auftreffen der Mobilfunkwelle auf die Zellmembran bis hin zur Entstehung von oxidativem Stress - geliefert: Warnke (Warnke 2009) und Neitzke (Neitzke 2012) haben hierzu ein hochplausibles und experimentell untermauertes Modell vorgeschlagen, das auch durch die angesehenen US-Hochfrequenzforscher Barnes und Greenebaum (Barnes et al 2016) bestätigt wurde. Die Arbeiten von Desai (Desai et al 2009),  Panagopoulos (Panagopoulos et al. 2015), Scheler (Scheler 2016) und Pall (Pall 2013) können auf der Grundlage vieler Einzelstudien einen Wirkungsmechanismus aufzeigen, bei dem die spannungssensiblen Calcium-Ionenkanäle der Zellmembran eine entscheidende Rolle spielen: Die niederfrequente Pulsung von Mobilfunkfeldern ist in der Lage, diese Ionenkanäle irregulär zu aktivieren. Dies bringt die elektrochemische Balance zwischen dem Innern der Zelle und ihrer Umgebung aus dem Gleichgewicht, was eine Kette von Folgereaktionen auslöst. Das vorherrschende Endergebnis ist oxidativer Stress.

Fazit:

  • Mobilfunkfelder können trotz der nicht ausreichenden Photonenenergie über den indirekten Vorgang der Anregung einer Überproduktion von freien Radikalen in der Zelle Ionisierungen auslösen.
  • Es ist daher plausibel anzunehmen, dass Mobilfunkfelder mit Leistungsflussdichten unterhalb der Grenzwerte bei dauerhafter bzw. ständig wiederholter Einwirkung Gesundheitsschäden hervorrufen können (sog. Langzeiteffekte). Diese werden von den Grenzwerten nicht berücksichtigt.

Literatur (kleine Auswahl, s. Downloads und s.u. Publikationen)

Barnes F, Greenebaum B (2016). Some Effects of Weak Magnetic Fields on Biological Systems. RF fields can change radical concentrations and cancer cell growth rates. IEEE Power Electronics Magazine March 2016, 60 - 68, siehe Downloads!

Desai N R, Kesari K K, Agarwal A (2009). Pathophysiology of cell phone radiation: oxidative stress and carcinogenesis with focus on male reproductive system. Reproductive Biology and Endocrinology, volume 7, Article number: 114. Download: https://rbej.biomedcentral.com/articles/10.1186/1477-7827-7-114

Funk R et al (2006). Effects of electromagnetic fields on cells: physiological and therapeutical approaches and molecular mechanisms of interaction. A review. In: Cells Tissues Organs 182 (2), 59-78; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16804297

Funk R et al (2009). Electromagnetic effects – From cell biology to medicine. Progress in Histochemistry and Cytochemistry 43 (2009), 177–264. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079633608000375

Grundler W, Kaiser F, Keilmann F, Walleczek J (1992): Mechanisms of electromagnetic interaction with cellular systems. Naturwissenschaften. 1992, 79 (12): 551-559. 10.1007/BF01131411, siehe Downloads!

Hecht K (2019). Entspricht die Klassifizierung in ionisierende und nicht-ionisierende Strahlungen bezüglich ihrer ähnlichen biologischen Wirkungen noch der Realität? Die Naturheilkunde 2019 (3), 18-21, siehe Downloads!

Hensinger P, Wilke I (2016). Mobilfunk: Neue Studienergebnisse bestätigen Risiken der nicht-ionisierenden Strahlung. umwelt·medizin·gesellschaft 29. Jhg. 3/2016, 15-25, s.u. Publikationen

Marquardt H, Schäfer S, Barth H (Hrsg.) (2019). Toxikologie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart

Neitzke H-P (2012). Einfluss schwacher Magnetfelder auf biologische Systeme: Biophysikalische und biochemische Wirkungsmechanismen. EMF-Monitor 18. Jhg. 4/2012, 1 – 5, s. Downloads

Ohlenschläger G (1995). Freie Radikale, oxidativer Stress und Antioxidantien. Krankheitsverursachende, präventive und reparative Prinzipien in lebenden Systemen. Ralf Reglin Verlag, Köln.

Pall M L (2013). Electromagnetic fields act via activation of voltage-gated calcium channels to produce beneficial or adverse effects. J. Cell. Mol. Med. Vol 17, No 8, 2013 pp. 958-965

Panagopoulos DJ et al. (2015): Polarization: a key difference between man-made and natural electromagnetic fields, in regard to biological activity. Sci Rep 2015; 5 : 14914-1 – 14914-10

Robert Koch Institut (RKI) (2008). Oxidativer Stress und Möglichkeiten seiner Messung aus umwelt-medizinischer Sicht. Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch -Gesundheitsschutz 2008, 51:1464–148.
Download: https://www.rki.de/DE/Content/Kommissionen/UmweltKommission/Archiv/OxidativerStress_BGBL.pdf

Scheler K (2016): Die Polarisation: Ein wesentlicher Faktor für das Verständnis biologischer Effekte von gepulsten elektromagnetischen Wellen niedriger Intensität, umwelt ・ medizin ・ gesellschaft, 3/2016, Beilage, s.u. Publikationen

Strahlenschutzkommission (SSK) (1991). Schutz vor elektromagnetischer Strahlung beim Mobilfunk - Empfehlung der Strahlenschutzkommission. In: Bundesanzeiger Nr. 43 vom 03. März 1992 – Veröffentlichungen der Strahlenschutzkommission, Band 24, S. 6

Warnke U (2009). Ein initialer Mechanismus zu Schädigungseffekten durch Magnetfelder bei gleichzeitig einwirkender Hochfrequenz des Mobil- und Kommunikationsfunks. umwelt·medizin·gesellschaft 22. Jhg. 3/2009, 219 – 232; siehe Downloads!

Warnke U, Hensinger P: Steigende „Burn-out“- Inzidenz durch technisch erzeugte
magnetische und elektromagnetische Felder des Mobil- und Kommunikationsfunks,
umwelt · medizin · gesellschaft, 1/2013; s.u. Publikationen

Yakymenko et al (2015). Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation. Electromagn Biol Med. Aug 19, 1 – 16; s.u. Publikationen

[1]  SAR = Strahlungsabsorptionsrate: Sie ist ein Maß für die pro Sekunde aufgenommene Strahlungsenergie pro kg

______________________________

Zellmechanismen, die zu oxid. Stress führen. Abb:umwelt-med.-gesellschaft

2.  Behauptung: "Oxidativer Stress durch Mobilfunkfelder ist unplausibel und nicht belegt."

Die zweite Behauptung basiert auf der irrtümlichen Annahme, dass als einzige Wirkung von Mobilfunkfelder nur Erwärmung möglich ist (sog. thermisches Dogma). Als logische Folge muss die Auslösung von oxidativem Stress durch Mobilfunkfelder in der Zelle dann als unplausibel erscheinen. Die weitere Behauptung, der Zusammenhang wäre nicht belegt, ignoriert die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung. Wer die beiden Behauptungen vertritt, befürwortet häufig auch die Annahme, „dass ein oxidativer Zellstress, wenn überhaupt, von psychosomatischen Einflüssen herrührt, der wiederum vom Nocebo-Effekt herrührt.“ Aufgrund von vermeintlich erwiesenem Wissen wird so voreilig die Ursache für oxidativen Stress durch Mobilfunkfelder den Betroffenen angelastet.

Oxidativer Stress durch Mobilfunkstrahlung ist vielfach belegt

Oxidativer Zellstress durch nicht-ionisierende Mobilfunkfelder (unterhalb der Grenzwerte) ist in der wissenschaftlichen Literatur durch eine wachsende Zahl von in vivo-, in vitro- und von epidemiologischen Studien belegt:

Eine erste Metastudie wurde 2014 im Springer Reference-Book "Systems Biology of Free Radicals and Antioxidants" von Nazıroğlu/Akman (Nazıroğlu 2014) veröffentlicht. In ihrem Artikel "Effects of Cellular Phone- and Wi-Fi-Induced Electromagnetic Radiation on Oxidative Stress and Molecular Pathways in Brain" wiesen sie darauf hin, dass bereits sehr schwache Mobilfunkstrahlung oxidativen Stress hervorruft (S. 2435): "Studies have shown, that neurological damage can be observed at exposure levels at 0,12 mW/kg. This is less than one eighth of an averige exposure level of 1 mW/kg found 150 – 200 m from a mobile phone mast."

Einen weiteren Überblick über den aktuellen Forschungsstand zum oxidativen Stress in
Zellen findet man – wie bereits genannt – in einer Veröffentlichung von Yakymenko et al von 2015: „Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation“ (Yakymenko 2015). Oxidativer Stress findet sich demnach in über 93 von 100 untersuchten Studien ab einer Leistungsflussdichte von 1000 µW/m2 bzw. einer spezifischen Absorptionsrate (SAR) von 3 µW/kg = 0,003 mW/kg, also weit unterhalb der Grenzwerte.

In der Zusammenfassung schreibt Yakymenko: "Schlussfolgernd zeigt unsere Analyse, dass Hochfrequenzstrahlung ein starker oxidativer Wirkungsfaktor für lebende Zellen ist, mit einem hohen krankheitserregenden Potential."

Die Datenbank der Oceania Radiofrequency Scientific Advisory Association Inc. (ORSAA) enthält 216 Studien, die über oxidativen Stress durch schwacher Mikrowellenfelder berichten, und nur 26 Studien, die keine Effekte gefunden haben (ORSAA 2017).

Eine Literaturrecherche im EMF-Portal zum Stichwort „Oxidativer Stress“ im ausgewählten Frequenzbereich „Mobilfunk“ ergab 248 Artikel und Reviews (Stand: Juli 2019).

Die kanadische Gesundheitsbehörde "British Columbia Centre for Disease Control (BCCDC)" veröffentlichte im März 2013 den 376-seitigen Forschungsüberblick “Radiofrequency Toolkit for Environmental Health Practitioners” (BCCDC 2013). Im Kapitel 10 wird die Studienlage zu Spermienschädigungen ausführlich dargestellt und mit oxidativem Stress durch Mobilfunkfelder in Verbindung gebracht. In der Zusammenfassung auf S. 272 heißt es: „Overall, oxidative stress seems one of the more plausible mechanisms of RF-induced sperm damage. It has been found fairly consistently in human and animal studies on sperm specifically and on other cells in general."

Die kanadische Behörde ist eine der wenigen, die Ergebnisse der industrieunabhängigen Forschung nicht ausblendet wie die deutschen Behörden, sondern der Bevölkerung verständlich zugänglich macht.

Literatur (kleine Auswahl)

Naziroğlu M, Akman H (2014): Effects of Cellular Phone- and Wi-Fi-Induced Electromagnetic Radiation on Oxidative Stress and Molecular Pathways in Brain, in: Laher, Ismail (Ed.) (2014): Systems Biology of Free Radicals and Antioxidants. Springer Reference-Book. http://www.springer.com/biomed/human+physiology/book/978-3-642-30017-2.

Yakymenko et al (2015). Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation. Electromagn Biol Med. Aug 19, 1 – 16 [Epub ahead of print]
Deutsche Übersetzung von Diagnose-Funk e.V. (Hrsg.): Mobilfunkstrahlung weit unterhalb der Grenzwerte führt zu oxidativem Stress in Zellen. brennpunkt - Ausgabe 15.10.2015 (https://www.diagnose-funk.org/download.php?field=filename&id=311&class=DownloadItem)

ORSAA (2017). https://www.orsaa.org/resources.html

BCCDC (2013). Radiofrequency Toolkit for Environmental Health Practitioners.
http://www.bccdc.ca/health-professionals/professional-resources/radiofrequency-toolkit; Download: http://www.bccdc.ca/resource-gallery/Documents/Educational%20Materials/EH/Radiofrequency-Toolkit.pdf
Deutsche Zusammenfassung bei Diagnose-Funk, kompakt 09/10 (2013), S. 8:
https://www.diagnose-funk.org/download.php?field=filename&id=128&class=DownloadItem

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