研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[後根神経節単離ニューロンにおける単チャネルイオン電流および発火頻度に対する低レベルの50Hzと900MHzの電磁刺激の比較] med./bio.

Comparison between low-level 50 Hz and 900 MHz electromagnetic stimulation on single channel ionic currents and on firing frequency in dorsal root ganglion isolated neurons.

掲載誌: Biochim Biophys Acta Biomembr 2006; 1758 (5): 597-605

この研究は、電磁界細胞に対する影響を、末梢神経系の信号伝達の初期段階に焦点を当てて調べた。その結果、ラット感覚ニューロン発火率は、50/60 Hzの磁界によって変化させることができるが、低レベルの900 MHz電磁界ではできないことが示された;50/60 Hz磁界の作用は二相性である;最初に、活動電位の数が増加する(初期フェーズ);この後、対照条件でのものに比べ、より急速に発火率が減少する;電磁界急性ばく露を受けた後根神経ニューロンの活動電流の動態を記録したデータは、電磁界ばく露によるカルシウムチャネルの機能の増加を示し、これと並行して、カルシウム依存性カリウムチャネルの平均開口時間が増えることを示した、と報告している。

研究目的(著者による)

本研究の狙いは、単離した成獣ラット脊髄後根神経節の電気生理学的特性に対する、2つの異なる電磁界刺激の影響を、同じ試料、パッチクランプユニット、実験プロトコルを用いて定量的に比較することである。

詳細情報

脊髄後根神経節では、膜電位振動周波数が刺激強度と相関している。細胞の発火の確立及び変調が、膜イオン電流の複雑な平衡に反応する。

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 50 Hz
ばく露時間: continuous for 30 min
  • 磁束密度: 125 µT effective value (0.48 mV/m induced EF)
ばく露2: 900 MHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 30 min
  • SAR: 1 W/kg unspecified

ばく露1

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 30 min
Additional information Reference article: R. Tonini, M.D. Baroni, E. Masala, M. Micheletti, A. Ferroni, M. Mazzanti, Calcium protects differentiating neuroblastoma cells during 50 Hz electromagnetic radiation, Biophys. J. 81 (2001) 2580-2589.
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
ばく露装置の詳細 The experimental chamber was encircled with the coils. For control experiments the current flowing in the coil was zeroed by switching off the waves generator. During the entire exposure, the cells were observed on the inverted microscope.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 125 µT effective value 測定値 - 0.48 mV/m induced EF

ばく露2

主たる特性
周波数 900 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for 30 min
Additional information Reference articles: 1) K.C. Garg Gupta, R. Bahl, P. Barthia, Microstrip Lines and Slotlines, 2nd ed. Artech House, Boston and London, 1996. 2) M. Liberti, F. Apollonio, A. Paffi, M. Pellegrino, G. D'Inzeo, A coplanar waveguide system for cell exposure during electrophysiological recordings, IEEE Microwave Theory and Techniques Symposium, Fort Worth, 2004.
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
チャンバの詳細 The exposure system based on coplanar waveguide consisting of an open propagating structure with a dielectric substrate on which three metallic strips are deposited. A glass was chosen as a dielectric substrate to replace the microscope head stage.
Additional information The direction of E-field was almost parallel to the Petri dish surface and perpendicular to the glass surface.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
SAR 1 W/kg unspecified 計算値 - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露中

研究の主なアウトカム(著者による)

データは、これらの感覚ニューロン発火率は50/60Hz磁界によって変調され得るが、低レベルの900MHz電磁界によっては変調されないことを示している。

50/60Hz磁界の作用は二相性である。まず、活動電位の数が時間内に増加する。この初期段階に続いて、発火率が対照条件よりも急激に減少する。この説明は単一チャネルレベルで見つけることができる:ばく露された脊髄後根神経ニューロンカルシウムチャネルの機能性を急激に増加させた。平行して、カルシウムで活性化されるカリウムチャネルの平均開放時間が増加する。

研究の種別:

研究助成

関連論文