Lo scopo degli studi sperimentali qui descritti, utilizzando modelli animali, è, in parte, quello di rispondere alla domanda se si possa dimostrare che le esposizioni a campi magnetici a frequenza estremamente bassa (ELF) a livelli simili a quelli intorno alle postazioni videoterminali influenzino le funzioni riproduttive negli animali in un modo che può essere equiparato a un rischio per la salute umana.

Gli studi qui considerati sono limitati a in vivo studi (quelli eseguiti su animali vivi) della riproduzione in mammiferi esposti a campi magnetici a bassissima frequenza (VLF) con frequenze adeguate, escludendo, quindi, gli studi sugli effetti biologici in generale dei campi magnetici VLF o ELF. Questi studi su animali da esperimento non riescono a dimostrare in modo inequivocabile che i campi magnetici, come quelli che si trovano attorno ai videoterminali, influenzano la riproduzione. Inoltre, come si può vedere considerando gli studi sperimentali descritti in dettaglio di seguito, i dati sugli animali non gettano una chiara luce sui possibili meccanismi degli effetti sulla riproduzione umana dell'uso di videoterminali. Questi dati completano la relativa assenza di indicazioni di un effetto misurabile dell'uso di videoterminali sugli esiti riproduttivi dagli studi sulla popolazione umana.

Studi sugli effetti riproduttivi dei campi magnetici VLF nei roditori

Campi magnetici VLF simili a quelli attorno ai videoterminali sono stati utilizzati in cinque studi teratologici, tre con topi e due con ratti. I risultati di questi studi sono riassunti nella tabella 1. Solo uno studio (Tribukait e Cekan 1987), ha riscontrato un aumento del numero di feti con malformazioni esterne. Stucchi et al. (1988) e Huuskonen, Juutilainen e Komulainen (1993) riportarono entrambi un aumento significativo del numero di feti con anomalie scheletriche, ma solo quando l'analisi era basata sul feto come unità. Lo studio di Wiley e Corey (1992) non ha dimostrato alcun effetto dell'esposizione al campo magnetico sul riassorbimento placentare o su altri esiti della gravidanza. I riassorbimenti placentari corrispondono approssimativamente agli aborti spontanei nell'uomo. Infine, Frölén e Svedenstål (1993) hanno eseguito una serie di cinque esperimenti. In ogni esperimento, l'esposizione è avvenuta in un giorno diverso. Tra i primi quattro sottogruppi sperimentali (inizio giorno 1-inizio giorno 5), si sono verificati aumenti significativi nel numero di riassorbimenti placentari tra le femmine esposte. Nessun effetto di questo tipo è stato osservato nell'esperimento in cui l'esposizione è iniziata il giorno 7 e che è illustrato nella figura 1.

Tabella 1. Studi teratologici con ratti o topi esposti a campi magnetici a dente di sega di 18-20 kHz

¹ Numero totale di cucciolate nella categoria di massima esposizione.

² Ampiezza picco-picco.

³ L'esposizione variava da 7 a 24 ore al giorno in diversi esperimenti.

⁴ "Differenza" si riferisce a confronti statistici tra animali esposti e non esposti, "aumento" si riferisce a un confronto tra il gruppo più esposto rispetto al gruppo non esposto.

Figura 1. La percentuale di topi femmine con riassorbimento placentare in relazione all'esposizione

Le interpretazioni date dai ricercatori alle loro scoperte includono quanto segue. Stuchly e collaboratori hanno riferito che le anomalie osservate non erano insolite e hanno attribuito il risultato a "rumore comune che appare in ogni valutazione teratologica". Huuskonen et al., i cui risultati erano simili a quelli di Stuchly et al., furono meno negativi nella loro valutazione e considerarono il loro risultato più indicativo di un effetto reale, ma anch'essi osservarono nel loro rapporto che le anomalie erano "sottili e probabilmente non pregiudicare il successivo sviluppo dei feti”. Discutendo le loro scoperte in cui gli effetti sono stati osservati nelle prime esposizioni ma non in quelle successive, Frölén e Svedenstål suggeriscono che gli effetti osservati potrebbero essere correlati ai primi effetti sulla riproduzione, prima che l'ovulo fecondato venga impiantato nell'utero.

Oltre agli esiti riproduttivi, nello studio di Stuchly e collaboratori è stata notata una diminuzione dei globuli bianchi e rossi nel gruppo di esposizione più elevato. (La conta delle cellule del sangue non è stata analizzata negli altri studi.) Gli autori, pur suggerendo che ciò potrebbe indicare un lieve effetto dei campi, hanno anche notato che le variazioni della conta delle cellule del sangue erano "all'interno del range normale". L'assenza di dati istologici e l'assenza di qualsiasi effetto sulle cellule del midollo osseo hanno reso difficile valutare questi ultimi risultati.

Interpretazione e comparazione degli studi 

Pochi dei risultati qui descritti sono coerenti tra loro. Come affermato da Frölén e Svedenstål, “non si possono trarre conclusioni qualitative riguardo agli effetti corrispondenti sugli esseri umani e sugli animali da esperimento”. Esaminiamo alcuni dei ragionamenti che potrebbero portare a tale conclusione.

I risultati di Tribukait generalmente non sono considerati conclusivi per due motivi. In primo luogo, l'esperimento ha prodotto effetti positivi solo quando il feto è stato utilizzato come unità di osservazione per l'analisi statistica, mentre i dati stessi hanno effettivamente indicato un effetto specifico della cucciolata. In secondo luogo, c'è una discrepanza nello studio tra i risultati della prima e della seconda parte, il che implica che i risultati positivi possono essere il risultato di variazioni casuali e/o di fattori incontrollati nell'esperimento.

Studi epidemiologici che indagano malformazioni specifiche non hanno osservato un aumento delle malformazioni scheletriche tra i bambini nati da madri che lavorano con videoterminali e quindi esposti a campi magnetici VLF. Per questi motivi (analisi statistica basata sul feto, anomalie probabilmente non correlate alla salute e mancanza di concordanza con i risultati epidemiologici), i risultati - sulle malformazioni scheletriche minori - non sono tali da fornire un'indicazione certa di un rischio per la salute per l'uomo.

Background tecnico

Unità di osservazione

Quando si valutano statisticamente gli studi sui mammiferi, si deve prendere in considerazione almeno un aspetto del meccanismo (spesso sconosciuto). Se l'esposizione colpisce la madre, che a sua volta colpisce i feti nella figliata, è lo stato della figliata nel suo insieme che dovrebbe essere usato come unità di osservazione (l'effetto che viene osservato e misurato), poiché l'individuo i risultati tra i compagni di cucciolata non sono indipendenti. Se invece si ipotizza che l'esposizione agisca direttamente e indipendentemente sui singoli feti all'interno della cucciolata, allora si può opportunamente utilizzare il feto come unità di valutazione statistica. La pratica usuale è contare la figliata come unità di osservazione, a meno che non sia disponibile la prova che l'effetto dell'esposizione su un feto è indipendente dall'effetto sugli altri feti nella figliata.

Wiley e Corey (1992) non hanno osservato un effetto di riassorbimento placentare simile a quello visto da Frölén e Svedenstål. Uno dei motivi addotti per questa discrepanza è che sono stati utilizzati diversi ceppi di topi e l'effetto potrebbe essere specifico per il ceppo utilizzato da Frölén e Svedenstål. Oltre a un tale effetto specie ipotizzato, è anche degno di nota il fatto che sia le femmine esposte a campi di 17 μT che i controlli nello studio Wiley avevano frequenze di riassorbimento simili a quelle delle femmine esposte nella corrispondente serie Frölén, mentre la maggior parte dei gruppi non esposti nello studio Frölén studio aveva frequenze molto più basse (vedi figura 1). Una spiegazione ipotetica potrebbe essere che un livello di stress più elevato tra i topi nello studio Wiley sia il risultato della manipolazione degli animali durante il periodo di tre ore senza esposizione. Se così fosse, forse un effetto del campo magnetico potrebbe essere stato “annegato” da un effetto stress. Sebbene sia difficile respingere definitivamente una tale teoria dai dati forniti, sembra alquanto inverosimile. Inoltre, ci si aspetterebbe che un effetto "reale" attribuibile al campo magnetico sia osservabile al di sopra di un tale effetto di stress costante all'aumentare dell'esposizione al campo magnetico. Tale tendenza non è stata osservata nei dati dello studio Wiley.

Lo studio Wiley riferisce sul monitoraggio ambientale e sulla rotazione delle gabbie per eliminare gli effetti di fattori incontrollati che potrebbero variare all'interno dell'ambiente stesso della stanza, come i campi magnetici, mentre lo studio Frölén no. Pertanto, il controllo di "altri fattori" è almeno meglio documentato nello studio Wiley. Ipoteticamente, i fattori incontrollati che non sono stati randomizzati potrebbero plausibilmente offrire alcune spiegazioni. È anche interessante notare che la mancanza di effetto osservata nella serie del giorno 7 dello studio Frölén sembra essere dovuta non a una diminuzione dei gruppi esposti, ma a un aumento del gruppo di controllo. Pertanto, le variazioni nel gruppo di controllo sono probabilmente importanti da considerare quando si confrontano i risultati disparati dei due studi.

Studi sugli effetti riproduttivi dei campi magnetici ELF nei roditori

Sono stati condotti diversi studi, principalmente su roditori, con campi da 50 a 80 Hz. I dettagli su sei di questi studi sono mostrati nella tabella 2. Sebbene siano stati condotti altri studi sull'ELF, i loro risultati non sono apparsi nella letteratura scientifica pubblicata e sono generalmente disponibili solo come abstract di conferenze. In generale i risultati sono di "effetti casuali", "nessuna differenza osservata" e così via. Uno studio, tuttavia, ha rilevato un numero ridotto di anomalie esterne nei topi CD-1 esposti a un campo di 20 mT, 50 Hz, ma gli autori hanno suggerito che ciò potrebbe riflettere un problema di selezione. Sono stati riportati alcuni studi su specie diverse dai roditori (scimmie rhesus e mucche), anche in questo caso apparentemente senza osservazioni di effetti negativi dell'esposizione.

Tabella 2. Studi teratologici con ratti o topi esposti a campi magnetici pulsati sinusoidali o quadrati da 15-60 Hz

¹ Numero di animali (madri) nella categoria di esposizione più alta indicata se non diversamente specificato.

Come si può vedere dalla tabella 2, è stata ottenuta un'ampia gamma di risultati. Questi studi sono più difficili da riassumere perché ci sono così tante variazioni nei regimi di esposizione, negli endpoint in studio e in altri fattori. Il feto (o il cucciolo sopravvissuto, "abbattuto") era l'unità utilizzata nella maggior parte degli studi. Nel complesso, è chiaro che questi studi non mostrano alcun effetto teratogeno grave dell'esposizione al campo magnetico durante la gravidanza. Come osservato in precedenza, le "anomalie scheletriche minori" non sembrano avere importanza nella valutazione dei rischi umani. I risultati degli studi comportamentali di Salzinger e Freimark (1990) e McGivern e Sokol (1990) sono interessanti, ma non costituiscono una base per indicazioni di rischi per la salute umana in una postazione videoterminale, né dal punto di vista delle procedure (uso del feto , e, per McGivern, una diversa frequenza) o di effetti.

Sintesi di studi specifici

Salzinger e McGivern hanno osservato un ritardo comportamentale 3-4 mesi dopo la nascita nella prole di femmine esposte. Questi studi sembrano aver utilizzato la prole individuale come unità statistica, il che può essere discutibile se l'effetto stipulato sia dovuto a un effetto sulla madre. Lo studio Salzinger ha anche esposto i cuccioli durante i primi 8 giorni dopo la nascita, quindi questo studio ha coinvolto più dei rischi riproduttivi. In entrambi gli studi è stato utilizzato un numero limitato di cucciolate. Inoltre, non si può ritenere che questi studi confermino reciprocamente i risultati poiché le esposizioni variavano notevolmente tra loro, come si può vedere nella tabella 2.

Oltre a un cambiamento comportamentale negli animali esposti, lo studio McGivern ha rilevato un aumento di peso di alcuni organi sessuali maschili: la prostata, le vescicole seminali e l'epididimo (tutte parti del sistema riproduttivo maschile). Gli autori ipotizzano se ciò possa essere collegato alla stimolazione di alcuni livelli enzimatici nella prostata poiché sono stati osservati effetti di campo magnetico su alcuni enzimi presenti nella prostata per 60 Hz.

Huuskonen e collaboratori (1993) hanno notato un aumento del numero di feti per figliata (10.4 feti/figliata nel gruppo esposto a 50 Hz vs. 9 feti/figliata nel gruppo di controllo). Gli autori, che non avevano osservato tendenze simili in altri studi, hanno minimizzato l'importanza di questa scoperta osservando che "potrebbe essere accidentale piuttosto che un effettivo effetto del campo magnetico". Nel 1985 Rivas e Rius riportarono un risultato diverso con un numero leggermente inferiore di nati vivi per nidiata tra i gruppi esposti rispetto a quelli non esposti. La differenza non era statisticamente significativa. Hanno svolto gli altri aspetti delle loro analisi sia su base "per feto" che "per figliata". Il noto aumento delle malformazioni scheletriche minori è stato osservato solo con l'analisi che utilizzava il feto come unità di osservazione.

Raccomandazioni e Riepilogo

Nonostante la relativa mancanza di dati positivi e coerenti che dimostrino effetti sulla riproduzione umana o animale, i tentativi di replicare i risultati di alcuni studi sono ancora giustificati. Questi studi dovrebbero tentare di ridurre le variazioni nelle esposizioni, nei metodi di analisi e nei ceppi di animali utilizzati.

In generale, gli studi sperimentali eseguiti con campi magnetici a 20 kHz hanno fornito risultati alquanto vari. Se si aderisce rigorosamente alla procedura di analisi della lettiera e al test dell'ipotesi statistica, non sono stati mostrati effetti nei ratti (sebbene risultati simili non significativi siano stati ottenuti in entrambi gli studi). Nei topi, i risultati sono stati vari e al momento non sembra possibile un'unica interpretazione coerente. Per i campi magnetici a 50 Hz, la situazione è leggermente diversa. Gli studi epidemiologici rilevanti per questa frequenza sono scarsi e uno studio ha indicato un possibile rischio di aborto spontaneo. Al contrario, gli studi sperimentali sugli animali non hanno prodotto risultati con esiti simili. Nel complesso, i risultati non stabiliscono un effetto dei campi magnetici a frequenza estremamente bassa dei videoterminali sull'esito delle gravidanze. La totalità dei risultati non riesce quindi a suggerire un effetto dei campi magnetici VLF o ELF dei videoterminali sulla riproduzione.

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