무선통신기술의 급속한 발달로 인한 휴대 전화 사용량 증가는 전자파의 생체영향에 대한 연구의 필요성에 대한 요구를 증가시켰다. 현재 국제적으로 발표되는 대부분의 연구결과들은 휴대전화를 사용할 때 가장 근접하게 전자파를 받게 되는 뇌에 미치는 영향들에 대한 연구가 대부분이며, 주로 뇌종양, 두통 등에 대해서 역학조사와 동물실험, 세포배양 실험 등이 이뤄져 왔다. 하지만, 모바일 전자파가 자발운동에 미치는 생체영향에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 장기간 전자파 노출이 자발운동량 변화, 혈장 사이토카인 변화와 뇌 내 유전자 발현에 미치는 영향에 대해 연구를 진행하였다.
10 주간 정상 그룹, 자발운동 그룹, 전자파 노출 그룹, 전자파 노출 및 자발운동 그룹으로 나누어 체중변화를 관찰한 결과, 정상그룹과 전자파 노출그룹은 체중에 변화가 없었고 자발운동그룹은 6주에서 유의한 체중증가가 관찰되었다. 하지만 10주간 하루에 6시간 동안 835 MHz 고주파 전자파에 노출된 그룹의 체중은 2주부터 7주까지 유의하게 증가하였다. 10 주간 자발운동량을 측정한 결과, 고주파 모바일 전자파에 노출하지 않은 그룹의 운동량은 유의하게 증가한 반면, 10 주간 이틀에 한번 6시간동안 835 MHz 고주파 전자파에 노출된 그룹의 자발운동량은 노출하지 않는 그룹과 비교하여 운동량이 유의하게 감소하였다. 체중 변화와 자발운동량의 결과로 미루어 볼 때, 전자파에 장기간 노출된 그룹은 운동량이 현저히 감소함에 따라 (운동량 부족으로 인한) 체중이 증가되었다고 사료된다.
혈장에서 코르티코스테론과 염증성 사이토카인의 변화를 살펴본 결과, 자발운동 그룹에서 TNF-α, IL-6 및 IL-12(p70)이 유의하게 증가되었으며 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 현저한 감소가 관찰되었다. 혈장 코르티코스테론과 다른 IL-1β, IFNγ 및 GM-CSF 수준은 모든 그룹에서 아무런 변화가 관찰되지 않았다.
운동과 관련된 도파민 신경 분포가 있는 선조체 (striata)와 스트레스의 조절 중추 중의 하나인 시상하부 (hypothalamus)에서 Realtime RT-PCR을 수행하여 TH, FoxO3a, Sirtuin 1, AMPKα, PGC-1αmRNA 발현을 조사하였다. 선조체에서 자발운동과 전자파 노출 조건에서 각각 TH mRNA 발현이 감소하였으며 자발운동과 전자파 노출을 동시에 실시한 그룹에서는 더 많은 감소가 관찰되었다. 이런 결과는 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 나타난 운동량 감소가 도파민 대사 효소의 감소에 따른 선조체에서의 도파민 감소에 기인할 수 있음을 시사한다. 선조체에서 FoxO3a mRNA 발현은 자발운동 그룹에서 유의한 증가를 보였고 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 현저한 감소가 관찰되었다. 시상하부에서는 TH mRNA 유전자 발현은 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 유의하게 감소되었다. FoxO3a mRNA 발현은 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 현저한 증가가 관찰되었다. SIRT 1 mRNA 유전자 발현은 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 현저한 감소가 관찰되었다.
해마에서 MAPK와 AMPK 단백의 인산화를 조사하였다. 전자파 노출 그룹과 자발 운동 그룹에서 ERK1/2의 인산화가 관찰되었고 이러한 인산화는 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 현저한 감소가 관찰되었다. p38과 AMPK 단백의 인산화는 자발운동그룹에서 현저히 증가하였으며 전자파 노출 및 자발운동 그룹에서 현저한 감소가 관찰되었다.
요약하면, 장기간 모바일 전자파 노출은 자발운동량과 면역 시스템에 영향을 주며, 뇌 내 선조체와 시상하부에서 TH와 FoxO3a의 유전자 발현을 증가시켰다. 또한, 장기간 모바일 전자파 노출은 해마에서 자발운동으로 증가된 AMPK, ERK1/2 및 p38 단백의 인산화를 저해함으로써 자발운동에 따른 생리적 영향을 저해하는 환경적 요인이 될 수 있음을 시사한다.

Many environmental stimuli, including ionizing radiation and electromagnetic field, may trigger the intracellular and extracellular events. The prevailed use of mobile communication through the world has triggered public interest on the possible effects on the brain due to close proximity between a mobile phone and brain during usage. Many previous studies were focused on the evaluation the effect of radiofrequency radiation (RFR) exposure to the biological system. It has been suggested that the central nervous system may be adversely influenced by RFR exposure. However, few studies were still conducted to diminish or overcome the RFR radiation injury. Thus, this study investigated the effects of voluntary wheel exercise and 835 Mhz RFR exposure (6 hr/day) on the momentum change, plasma cytokines changes, and gene expression in the mice brain.
Adult mice were assigned randomly to four groups: control group (CON), an 835 Mhz RFR exposure group (RFR), an voluntary exercise group (EXE), and a 835 Mhz RFR exposure plus voluntary exercise group (RFR+EXE). Comparing with the CON group during 10 weeks, the decrease of total amount of exercise in RFR group for 6 hours per day was statistically significant. However, body weight increased in in RFR+EXE group compared to EXE group. The increase of plasma TNF-α, IL-6 and IL-12(p70) by EXE was inhibited by RFR exposure. In the mice striatum and hypothalamus, tyrosine hydroxylase (TH) mRNA expression was significantly reduced in RFR+EXE group compared to CON group. Striatal FoxO3a mRNA expression increased in RFR group and increased FoxO3a mRNA level by RFR was recovered by EXE. Striatal AMPKα mRNA was also was significantly reduced in RFR+EXE group compared to CON group. In hypothalamus, FoxO3a and PGC-1α mRNA expression were significantly increased by RFR and EXE. However, SIRT1 mRNA level was significantly decreased by RFR and EXE. In hippocampus, EXE significantly induced the phosphorylation of AMPKα, ERK1/2 and p38. The increased phosphorylated protein levels were reduced by RFR exposure.
Taken together, these results may indicate that RFR exposure can be attributed to a decrease TH mRNA expression in the striatum and subsequent alteration in TH metabolism may be attributed in locomotor activity due to the decrease of dopamine in the striatum as well. In addition, RFR exposure can be act as environmental factor reducing exercise-induced beneficial physiological effects.