Illustrationen er fra Environmental Health Trust.

Forskningsrapporten ‘Oxidativt stressrespons af honningbikolonier (Apis mellifera L.) under langvarig eksponering med en frekvens på 900 MHz under feltbetingelser’, Vilić et al. (2024), offentliggjort i tidsskriftet ‘Insects’, undersøgte femten kolonier med honningbier.

Kolonierne med honningbier blev gennem et år udsat for elektromagnetisk stråling (RF-EMF) udsendt af basestationer (mobilmaster) med en frekvens på 900 MHz på tre lokationer med forskellige elektriske feltniveauer.

Forskerne observerede effekterne på forskellige udviklingsstadier, herunder larver, pupper og voksne honningbier, og de fandt, at den trådløse eksponering “kan forårsage oxidativ stress hos honningbier, hvor larvestadiet er mere følsomt end puppestadiet.”

Tidligere undersøgelser

I deres forskningsdokument henviste forfatterne til resultaterne af “adskillige undersøgelser af effekterne af RF-EMF’er efter kortvarig eksponering”, som “indikerer, at elektromagnetisk stråling ved mobiltelefonifrekvensen kan forårsage øget dannelse af reaktive forbindelser, selv ved lav intensitet, hvilket inducerer oxidativ stress samt undertrykkelse af immunsystemet og antioxidantforsvarsmekanismer.”

Resultatet af den langvarige undersøgelse

De konkluderer om deres længerevarende undersøgelse, hvor bierne blev eksponeret i et helt år, at “derfor viser vores resultater behovet for yderligere forskning i honningbiers udviklingsstadier, herunder ikke kun oxidative stressparametre, men så vidt muligt ekspression af genet for antioxidantenzymerne, genotoksiske parametre og et større antal variationer af RF-EMF-kilder under de naturlige forhold.”

“Disse resultater indikerer, at honningbierne placeret på et højere feltniveau udsættes for højere oxidativ stress end honningbikolonierne placeret på et lavere elektrisk feltniveau, hvilket også kan forklare resultaterne af vores tidligere arbejde [28], hvor forfatterne demonstrerede øget aggressivitet og rastløshed hos voksne bier og en accelereret proces med lydløs dronningudskiftning i kolonierne placeret i et feltniveau på 1000 mV m-1.“

“Antioxidantparametre som glutathion-S-transferase, katalase og superoxiddismutase samt dannelsen af thiobarbitursyrereaktive stoffer blev målt i prøver af larver, pupper og midguts fra voksne honningbier. Vores resultater viser, at aktiviteten af antioxidantenzymer ændres, og at niveauet af de analyserede parametre afhænger af honningbiens udviklingstrin, niveauet af det elektriske felt og eksponeringstiden.“

Vilić M, Žura Žaja I, Tkalec M, Tucak P, Malarić K, Popara N, Žura N, Pašić S, Gajger IT. Oxidative Stress Response of Honey Bee Colonies (Apis mellifera L.) during Long-Term Exposure at a Frequency of 900 MHz under Field Conditions. Insects. 2024; 15(5):372. https://doi.org/10.3390/insects15050372

Simpelt resumé

De fleste undersøgelser af radiofrekvente elektromagnetiske felter (RF-EMF’er) i honningbier har studeret voksne bier under kontrollerede laboratorieforhold efter direkte eksponering for enheder, der genererer RF-EMF. Til dato er der mange usikkerheder om effekterne af RF-EMF’er på forskellige udviklingsstadier af honningbier under markbetingelser. Vi undersøgte oxidativt stress i larver, pupper og voksne honningbier efter eksponering for RF-EMF’er, der stammer fra mobilmaster under feltforhold. Undersøgelsen blev udført på i alt femten honningbikolonier udsat for RF-EMF’er med en frekvens på 900 MHz, opdelt på tre steder med forskellige elektriske feltniveauer. Alle honningbikolonierne på de tre lokaliteter blev eksponeret gennem et år. Antioxidantparametre såsom glutathion-S-transferase, katalase og superoxiddismutase samt dannelsen af thiobarbitursyrereaktive stoffer blev målt i prøver på larver, pupper og mitguts (tarme) fra voksne honningbier. Vores resultater viser, at aktiviteten af antioxidantenzymer ændres, og at niveauet af de analyserede parametre afhænger af honningbiens udviklingsstadium, niveauet af det elektriske felt og eksponeringstiden.

Abstrakt

I undersøgelsen blev oxidativt stress og lipidperoxidering i honningbilarver, pupper og midguts (tarme) hos voksne bier undersøgt gennem et års eksponering for radiofrekvente elektromagnetiske felter (RF-EMF’er) med en frekvens på 900 MHz under feltbetingelser. Forsøget blev udført på honningbikolonier tre steder med elektriske feltniveauer på 30 mV m⁻¹, 70 mV m⁻¹ og 1000 mV m⁻¹. Antioxidantenzymer, glutathion-S-transferase (GST), katalase (CAT) og superoxiddismutase (SOD) og thiobarbitursyrereaktive stoffer (TBARS) som indikatorer for lipidperoxidering blev målt spektrophotometrisk. GST-aktiviteten inden for samme udviklingstrin viste ingen signifikante forskelle uanset elektrisk feltniveau eller prøvetagningstid. Den højeste GST-aktivitet blev fundet i pupperne, efterfulgt af aktivitet i larverne og midguts. Både CAT-aktivitet og TBARS-koncentration var den højeste i midguts, uanset feltniveau og prøvetagningstid. Larverne viste en signifikant højere TBARS-koncentration på stedet med et elektrisk feltniveau på 1000 mV m⁻¹ sammenlignet med steder med lavere niveauer. Vores resultater viser, at RF-EMF’er med en frekvens på 900 MHz kan forårsage oxidativt stress hos honningbier, hvor larvestadiet er mere følsomt end puppestadiet, men der var ingen lineær sammenhæng mellem elektrisk feltniveau og effekt i nogen af udviklingsstadierne.

1. Indledning

Den moderne livsstil er utvivlsomt betinget af brugen af forskellige resultater af videnskabelig og teknologisk udvikling, blandt hvilke anvendelsen af radiofrekvenskommunikation (RFC) er uundværlig. De fleste kilder til RFC var allerede kendt og brugt i det 20. århundrede; Imidlertid fandt deres reelle ekspansion sted i begyndelsen af 1990’erne med brug af mobiltelefoner og trådløse kommunikationsteknologier. I 2022 oversteg antallet af mobil-mobilabonnementer den samlede verdensbefolkning, og der blev rapporteret 8.6 milliarder mobiltelefonabonnementer på verdensplan, hvor penetrationsgraden for mobil-bredbåndsabonnementer voksede med enorme 14.8% om året i løbet af de sidste 10 år [1], og tendensen fortsætter med at vokse. Intensitetsniveauet for radiofrekvente elektromagnetiske strålingsfelter (RF-EMF’er) omkring en frekvens på 1 GHz er steget med ca. 10¹⁸ gange sammenlignet med naturlige niveauer [2].

Ud over den udbredte brug af mobiltelefoner og andre kilder, der genererer RF-EMF’er, vokser offentlighedens bekymring over skadelige effekter på menneskers og dyrs sundhed også. Faktisk har resultaterne af adskillige undersøgelser vist, at eksponering for RF-EMF’er ved driftsfrekvensen af trådløse enheder (mobiltelefoner, routere, basestationer) kan forårsage forskellige ikke-termiske biologiske effekter såsom oxidativt stress [3,4], immunsystemdysfunktion [5,6], genotoksiske virkninger [7,8,9], virkninger på reproduktion [10] og negative virkninger på mandlig fertilitet [11, 12]. De nævnte biologiske effekter er blevet dokumenteret in vitro og in vivo på forskellige dyrearter, herunder pattedyr og insekter, især honningbier [13,14,15].

Honningbien er et af de vigtigste insekter for at opretholde balance i naturlige økosystemer. Det antages, at honningbien (Apis mellifera) spiller den vigtigste rolle i bestøvningen af alle insektarter fra ordenen Hymenoptera, da den er involveret i næsten 80-85% af bestøvningen af verdens afgrøder [16,17,18]. Ud over bestøvning er honningbier også vigtige for produktionen af apian produkter (honning, propolis, pollen, voks, royal gelé og bigift), som i vid udstrækning anvendes i human ernæring, medicin og medicinalindustrien.

Tidligere undersøgelser af effekterne af RF-EMF’er på honningbikolonier undersøgte for det meste voksne honningbier i laboratoriet eller under unaturlige forhold, dvs. efter direkte eksponering for enheder, der udsender radiofrekvent elektromagnetisk stråling såsom mobiltelefoner eller Wi-Fi-netværk [19,20,21,22]. De fleste resultater viste reduceret kolonistyrke og dronningens lægningshastighed [22,23] samt initiering af “worker piping” [19,24,25] forbundet med sværmning. Resultaterne af nogle eksperimenter tyder på, at RF-EMF’er genereret af mobilmaster eller enheder, der svarer til kommercielle Wi-Fi-enheder, faktisk kan ændre honningbiers navigationsevner, dvs. reducere fourageringssucces og forhindre dem i at vende tilbage til deres bistader [26,27]. Adfærdsændringer og biologiske aktiviteter samt oxidativ stress og korttidshukommelse under laboratorieforhold hos honningbier er tidligere blevet rapporteret [20,21,28,29].

Hidtil er der fortsat stor usikkerhed om effekterne af radiofrekvent stråling på honningbikolonier, da der mangler undersøgelser under feltbetingelser. I lyset af dette anbefalede Vanbergen et al. [30] flere feltrealistiske undersøgelser af bestøveres eksponering for RF-EMF’er, og Panagopoulos et al. [31] understregede, at eksponering for RF-EMF’er under feltforhold er et vigtigt aspekt af undersøgelsen af biologiske effekter.

Hvordan frekvens, elektrisk feltstyrke, modulering og eksponeringsvarighed, såvel som udviklingsstadiet, kan påvirke biologiske responser efter RF-EMF-eksponering signifikant [13,32,33,34], og fordi der i øjeblikket mangler forskning i RF-EMF’ers indvirkning på oxidativ stress i forskellige udviklingsstadier af honningbier efter at være blevet udsat for RF-EMF’er under feltforhold, ønskede vi at undersøge antioxidantparametrene (indikatorer for antioxidantforsvar) i honningbilarver, pupper og voksne bier udsat for RF-EMF’er under feltforhold. I denne undersøgelse blev honningbikolonier udsat for tre elektriske feltniveauer med en frekvens på 900 MHz, der stammer fra mobiltelefonbasestationer: (i) elektrisk feltniveau på 1000 mV m⁻¹, den højeste værdi, der findes i miljøet; ii) 30 mV m⁻¹, den laveste værdi af elektrisk felt fundet i miljøet og iii) 70 mV m⁻¹, den værdi, der måles på stedet for den stationære bigård, som honningbierne kontinuerligt blev udsat for i lang tid. Vi vil også gerne understrege, at alle de elektriske feltniveauer, der anvendes i denne undersøgelse, svarer til de værdier, der findes i det naturlige miljø, men med en lavere sandsynlighed for, at kolonierne udsættes for det valgte højeste målte feltniveau, hvilket er næsten 30 gange højere end det laveste niveau.

Da ændringer i aktiviteten af antioxidantenzymer såsom katalase (CAT), glutathion S-transferase (GST) og superoxiddismutase (SOD) samt dannelsen af thiobarbitursyrereaktive stoffer (TBARS) som indikator for oxidativ skade blev dokumenteret i vores tidligere undersøgelse [29] af honningbier efter eksponering for RF-EMR under laboratorieforhold, var formålet med denne undersøgelse at besvare følgende spørgsmål: a) Kan RF-EMF forårsage lipidperoxidering og ændringer i tre vitale antioxidantenzymer (CAT, GST og SOD) på forskellige udviklingsstadier hos honningbiarbejdere under markforhold? b) Er der mulighed for en langtidseffekt på oxidativt stress hos honningbier efter et års eksponering?

4. Diskussion

Til dato er der meget få offentliggjorte undersøgelser af effekterne af RF-EMF’er på insekter under feltbetingelser og langvarig eksponering. De fleste undersøgelser blev udført under laboratorieforhold og over kortvarig eksponering. Lazaro et al. [41] viste for første gang, at forskellige vilde bestøverarter adskiller sig i deres antal under eksponering for RF-EMF’er fra telekommunikationsantenner i naturlige levesteder på to forskellige middelhavsøer (og Limnos) i det nordøstlige Ægæiske Hav (Grækenland) med en række elektriske feltniveauer fra 10 mV m⁻¹ til en maksimal værdi på 670 mV m⁻¹. De samme forfattere konkluderede, at det opnåede resultat kunne skyldes forskellige følsomheder over for RF-EMF’er, især i larvestadiet. I øjeblikket mangler der også data om induktion af oxidativt stress i honningbier under eksponering for RF-EMF’er.

I denne undersøgelse blev honningbikolonier udsat for et elektrisk feltniveau på 30 mV m⁻¹ som den laveste værdi af elektrisk felt, der findes i miljøet, derefter 70 mV m⁻¹ og 1000 mV m⁻¹, den højeste værdi, der findes i miljøet

Vi har tidligere rapporteret, at RF-EMF’er ved 900 MHz påvirker antioxidantsystemet hos honningbilarver efter kortvarig eksponering under laboratoriebetingelser [29,35]. Disse tidligere resultater viste, at effekterne i høj grad afhænger af de fysiske egenskaber af den radiofrekvente elektromagnetiske stråling, de målte antioxidantparametre og den eksperimentelle opsætning, samt at der ikke er noget lineært felt-respons-forhold. Resultaterne opnået i denne undersøgelse bekræfter også ligheden med den tidligere undersøgelse. Det betyder, at resultaterne opnået i denne undersøgelse, dvs. aktiviteten af antioxidantenzymerne og koncentrationen af lipidperoxideringsprodukter, afhænger af honningbiernes udviklingsstadium, de miljømæssige elektriske feltniveauer og eksponeringens varighed. Faktisk forekom næsten alle de signifikante ændringer i de observerede parametre på det højeste feltniveau i larvestadiet eller voksne (midguts hos voksne arbejdere).

Resultaterne af adskillige undersøgelser af effekterne af RF-EMF’er efter kortvarig eksponering indikerer, at elektromagnetisk stråling ved mobiltelefonifrekvensen kan forårsage øget dannelse af reaktive forbindelser, selv ved lav intensitet, hvilket inducerer oxidativ stress [42,43,44] samt undertrykkelse af immun systemet og antioxidantforsvarsmekanismer [45].

Overproduktionen af ​​reaktive oxygenarter (ROS) efter eksponering for RF-EMF’er fjernes af SOD, CAT og GST, de vigtigste ROS-fjernende enzymer i honningbier [46,47,48,49]. En af årsagerne til den observerede antioxidantenzymaktivitet på visse udviklingsstadier kan være den fysiologiske udviklingsprofil af de undersøgte antioxidantenzymer og deres fysiologiske funktion i honningbier. Det er nemlig kendt, at SOD, CAT og GST’s aktiviteter under fysiologiske forhold stiger lidt fra den første til den sjette dag og derefter falder indtil slutningen af honningbiudviklingen, hvor CAT-aktiviteten falder mest [50]. Ifølge samme forskning har unge arbejderbier lavere antioxidantenzymaktivitet end pupper, og CAT er det vigtigste antioxidantenzym, der er ansvarlig for nedbrydningen af hydrogenperoxid i honningbiavlen. Selvom resultaterne af enzymaktivitet i denne undersøgelse ikke blev sammenlignet mellem de forskellige udviklingsstadier, blev der også fundet forskellige niveauer af de testede enzymer, dvs. den højeste GST-aktivitet blev fundet i pupperne efterfulgt af larverne og midguts, uanset feltniveau og prøveudtagningstidspunkt. Derudover var både CAT-aktiviteten og TBARS-koncentrationen højest i midguts, og GST-aktiviteten var lavest, uanset feltniveau og prøvetagningstidspunkt, og de fulgte i larverne og pupperne. Derudover studerede Weirich et al. [46] aktiviteten af antioxidantenzymer (CAT, SOD og GST) i hæmolymfe, midgut, brystmuskel og sæd i spermatheca og fandt ud af, at aktiviteten af de undersøgte antioxidanter var forskelligt fordelt i væv fra arbejdstager, ubefrugtede og befrugtede dronningbier. Faktisk fandt de samme forfattere, at aktiviteten af CAT og GST var signifikant højere i midgut end i muskel og hæmoolymp i alle medlemmer (kaster) af honningbikolonien, mens SOD’s aktivitet ikke viste signifikante forskelle mellem de undersøgte væv og bigrupper.

Baseret på vores resultater, hvor niveauerne af TBARS (ved to uger og et års eksponering) og CAT (ved 5 måneder og et års eksponering) blev signifikant øget i larverne, antager vi, at larverne er mere følsomme over for RF-EMF-eksponering end pupperne. Det højere TBARS-indhold kan forklares ved lipidindholdet i larverne, som har et signifikant højere fedtindhold end pupperne [51] og derfor reagerer mere følsomt over for oxidativt stress. I modsætning hertil kunne der i puppernes udviklingsfase ikke påvises nogen statistisk forskel for nogen af de undersøgte indikatorer mellem forskellige steder med forskellige elektriske feltniveauer på alle tre prøvetagningstider. En mulig årsag til dette er det faktum, at puppestadiet er i stand til at opretholde en oxidationsreduktionsligevægt på dette stadium af rammeudvikling på grund af forsvarsenzymers højere fysiologiske aktivitet og dermed overvinde den mulige celleskade forårsaget af oxidativ stress. CAT-, SOD- og GST-aktiviteten viste ingen linearitet i forhold til feltniveau og prøveudtagningstidspunktet. Men hvis vi sammenligner de parametre, der kun opnås i midguts af de voksne bier, finder vi, at de største ændringer blev registreret på stedet med det højeste elektriske feltniveau (1000 mV m⁻¹). Disse resultater indikerer, at honningbierne placeret på et højere feltniveau udsættes for højere oxidativt stress end honningbikolonierne placeret på et lavere elektrisk feltniveau, hvilket også kan forklare resultaterne af vores tidligere arbejde [28], hvor forfatterne demonstrerede øget aggressivitet og rastløshed hos voksne bier og en accelereret proces med lydløs dronningudskiftning i kolonierne beliggende i et feltniveau på 1000 mV m⁻¹.

5. Konklusioner

Afslutningsvis viste vores resultater, at eksponering for RF-EMF’er med en frekvens på 900 MHz under feltforhold kan forårsage oxidativt stress i visse udviklingsstadier hos honningbier. De fleste af de signifikante ændringer fandt sted i den anden uge af eksponeringen på stedet med det højeste elektriske feltniveau, og der var ingen lineær sammenhæng mellem feltniveau og effekt i nogen af udviklingsstadierne. Blandt antioxidative enzymer viste CAT den største ændring og SOD den mindste ændring i aktivitet. Derudover kan antioxidantprofilen tjene som en bioindikator for oxidativt stress hos bier under eksponering for RF-EMF’er, især CAT-aktivitet og TBARS-koncentration i larverne og midguts hos de voksne honningbier. Da RF-EMF-mekanismer endnu ikke er velkendte, er det svært at sige, hvilke konsekvenser en sådan stråling kan have på deres fysiologiske egenskaber. Derfor viser vores resultater behovet for yderligere forskning i honningbiers udviklingsstadier, herunder ikke kun oxidative stressparametre, men så vidt muligt ekspression af genet for antioxidantenzymerne, genotoksiske parametre og et større antal variationer af RF-EMF-kilder under de naturlige forhold.

Læs mere her:

BEEFI Studiet og det stille forår: Interview med bi-forskeren Dr. Ulrich Warnke

Mennesker, bier og dyrelivet i 2023

Elektromagnetiske felter fra el ledninger forstyrrer honningbierne

Hvor er alle insekterne blevet af? Satellitterne tager dem, hver og en

Hvorfor forsvinder insekterne? 

USA: Protester mod mobilmaster, der får bikolonier til at forsvinde

Et bestrålet klima