Effects of short-term exposure to mobile phone radiofrequency (900 MHz) on the oxidative response and genotoxicity in honey bee larvae

Abstract

Exposure of different animal species to radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF) could cause various biological effects such as oxidative stress, genotoxic effects and dysfunction of the immune system. However, there are a lack of results on oxidative stress response and genotoxicity in the honey bee (Apis mellifera) after exposure to RF-EMF. This study was performed to investigate the effects of exposure to RF-EMF on the activity of catalase, superoxide dismutase, glutathione S-transferase, lipid peroxidation level and DNA damage in honey bee larvae. Honey bee larvae were exposed to RF-EMF at 900 MHz and field levels of 10, 23, 41 and 120 V m⁻¹ for 2 h. At a field level of 23 V m⁻¹ the effect of 80% AM 1 kHz sinusoidal and 217 Hz modulation was investigated as well. Catalase activity and the lipid peroxidation level decreased significantly in the honey bee larvae exposed to the unmodulated field at 10 V m⁻¹ compared to the control. Superoxide dismutase and glutathione S-transferase activity in the honey bee larvae exposed to unmodulated fields were not statistically different compared to the control. DNA damage increased significantly in honey bee larvae exposed to modulated (80% AM 1 kHz sinus) field at 23 V m⁻¹ compared to the control and all other exposure groups. These results suggest that RF-EMF effects in honey bee larvae appeared only after exposure to a certain EMF conditions. The increase of the field level did not cause a linear dose-response in any of the measured parameters. Modulated RF-EMF produced more negative effects than the corresponding unmodulated field. Although honey bees in nature would not be exposed to such high field levels as used in our experiments, our results show the need for further intensive research in all stages of honey bee development.

La exposición de diferentes especies animales a campos electromagnéticos de radiofrecuencia (CEM-RF) podría causar diversos efectos biológicos tales como estrés oxidativo, efectos genotóxicos y disfunción del sistema inmunológico. Sin embargo, hay una falta de resultados sobre la respuesta al estrés oxidativo y la genotoxicidad en la abeja de la miel (Apis mellifera) después de la exposición a CEM-RF. Este estudio fue realizado para investigar los efectos de la exposición a CEM-RF sobre la actividad catalasa, superóxido dismutasa, glutatión S-transferasa, nivel de peroxidación de lípidos y daño al ADN en larvas de abejas. Las larvas de abejas fueron expuestas a CEM-RF de 900 MHz e intensidades de campo de 10, 23, 41 y 120 V m⁻¹ durante 2 h. A 23 V m⁻¹ de intensidad de campo, se investigó también el efecto del 80% de modulación de amplitud de 1 kHz sinusoidal y 217 Hz de modulación. La actividad catalasa y el nivel de peroxidación lipídica disminuyeron significativamente en las larvas de abejas expuestas al campo no modulado de 10 V m⁻¹ en comparación con el control. La actividad superóxido dismutasa y glutatión-S-transferasa en las larvas de abejas expuestas a campos no modulados no fue estadísticamente diferente en comparación con el control. El daño en el ADN aumentó significativamente en larvas de abejas expuestas a campos modulados (80% AM 1 kHz sinusoidal) de 23 V m⁻¹ en comparación con el control y todos los demás grupos de exposición. Estos resultados sugieren que los efectos de CEM-RF en larvas de abejas de miel aparecieron sólo después de la exposición a ciertas condiciones de los campos electromagnéticos. El aumento de la intensidad del campo no causó una dosis-respuesta lineal en ninguno de los parámetros estudiados. El CEM-RF modulado produjo más efectos negativos que el campo no modulado correspondiente. Aunque las abejas melíferas en la naturaleza no estarían expuestas a intensidades de campo tan altas como las utilizadas en nuestros experimentos, nuestros resultados indican la necesidad de una mayor investigación en todas las etapas del desarrollo de las abejas melíferas.

Keywords:

• antioxidative enzymes
• DNA damage
• genotoxicity
• honey bee larvae
• lipid peroxidation
• oxidative damage
• radiofrequency electromagnetic fields

Acknowledgements

The authors wish to thank the participating beekeeper for sampling collections.